有预应力模态分析

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1、有预应力情况的模态分析有预应力模态分析用于计算有预应力结构的固有频率和模态，如旋转的涡伦叶片的模态分析。除了首先要通过进行静力分析把预应力加到结构上外，有预应力模态分析的过程和常规模态分析基本上一样：1•建模并获取打开预应力效应［PSTRESQN］的静力分析解。静力分析中的集中质量矩阵的设置［LUMPM］必须与随后的有预应力模态分析中的集中质量矩阵设置一致。“静力学分析”中描述了如何进行静力学分析。2.重新进入求解器并获取模态分析解，注意打开预应力效应选项（再用一次命令PRSTESQN）。另外，在静力学分析中牛•成的文件Jobname.EMAT和Jobname

2、.ESAV必须都存在。3.扩展模态并在后处理器中观察它们。步骤1也可以是一个瞬态分析，但应当记住在需要的时间点保存.EMAT和ESAV文件。§1.11人变形预应力模态分析可以在大变形静力学分析后进行预应力模态分析，以便计算高度变形结构的固有频率和振型。除用PSOLVE命令而不是SOLVE命令执行模态分析求解，其他过程・有预应力模态分析过程一致，参见下面列出的简单命令流。另外，必须用UPCOORD命令修正坐标以得到正确的应力，使用EMATWRITE命令指定写出FileEMAT文件。注意一该过程需要单元材料和上一次静力分析得到得单元载荷矢量（例如，压力、温度和加速

3、度载荷）。如來（利用命令LVSCALE）指定，这些载荷将传递给后续的模态程加分析。!Initial,largedeflectionstaticanalysisi/PREP7•••FINISH/SOLUANTYPE,STATIC!StaticanalysisNLGEOM,ON!LargedeflectionanalysisPSTRES,ON!FlagtocalculatetheprestressmatrixEMATWRITE,YES!WriteFileEMAT（inputtoPSOLVEstep）•••SOLVEFINISHi■!Prestressedmodal

4、analysisi•/SOLUANTYPE,MODAL!ModalanalysisUPCOORD,1.0,ON!Addpreviousdispl.tocoordinatesandthenzero!thedisplacementsPSTRES,ON!PrestresseffectsonMODOPT,...!SelectcigcnsolvcrMXPAND,..」Specifynumberofmodestobeexpanded,ifdesiredPSOLVE.EIGxxxx!Calculatestheeigenvaluesandeigenvectors.!UseEI

5、GLANB,EIGFULL,EIGUNSYM,orEIGDAMPto!matchMODOPTcommand.FINISH/SOLU!Additionalsolutionstepforexpansion.EXPASS,ONPSOLVE^EIGEXP!Expandstheeigenvectorsolution.Requiredifyou!wanttoreviewmodeshapesinthepostprocessor.FINISH§1.12循环对称结构的模态分析如果结构呈现出循环对称（例如，风轮或正齿轮）特点，则可以通过仅对它的一部分建模來计算结构整体的固有频率和

6、振型。这一被称为“循环对称结构模态分析”的特征nJ以节省大量人力和计算时间。另一个好处是只需建部分模型便可以观察整个结构的振型。循环对称结构模态分析只在ANSYS/Multiphysics>ANSYS/Mechanical和ANSYS/Structural屮可用。§1.12.1基木扇区循环对称结构中用于建模的部分叫做基木扇区。正确的基木扇区应该满足这样的特点：即若在全局柱坐标空间（CSYS=1）屮将其重复n次，则能生成整个模型（见图4）。图4循坏对称结构实例§1.12.2节径理解循环对称结构模态分析的过程，盂要理解节径这个概念（这里的“节”是振动术语，而不是有

7、限元屮的节点的“节”）。“节径”这个术语源于简单的儿何体，如圆盘，在某阶模态下振动时的表现。这时，人多数振型屮将包含如图5所示的横穿整个圆盘表面的板外位移为零的线，通常称为节径。图5节径的一些例子对具有循环对称特征的复杂结构（如涡轮叶片组件），在振型屮也许观察不到零位移线。因此ANSYS中关于节径的数学定义是广义的，未必和横穿结构的零位移线条数相符。节径数是确定在以等于扇区角的周向角间隔开的点处的单一自市度（DOF）值的变化的整数。若节径数等于ND,此变化"J用函数COS（ND*THETA）表示。按上而的定义，对给定的节径数，只要满足在以扇区角隔开的点处的自由

8、度（DOF）按COS（ND^THETA