注意 — 在单点响应谱分析(SPOPT,SPRS )和动力学设计分析方法(SPOPT,DDAM )中, 模态扩展可以放在谱分析之后按MXPAND 命令设置的重要性因子SIGNIF 值有选择地进行。如果准备在谱分析之后进行模态扩展,请在模态分析选项(MODOPT )对话框中的设置模态扩展的选项(MXPAND )处选NO 。 §1.7.2.1选项:New Analysis: 选择新分析。
注意 — 在模态分析中Restart (重启动)是无效的。如果需要施加不同的边界条件,则须做一次新的分析或采用 <> 的第3 章中描述的Partial Solution (部分求解)方法。 §1.7.2.2选项:分析类型:Modal[ANTYPE]
指定分析类型为模态分析。
§1.7.2.3选项:Modal Extraction Method[MODOPT]
指定提取模态的方法,选择7种提取方法中的一种。对于大多数应用,选用分块Lanczos法、子空间法、PowerDynamics法或缩减法。非对称法、阻尼法和QR阻尼法适于特殊应用。一旦选用某种模态提取方法,ANSYS程序自动选择对应的求解器。
注意 — 非对称法、阻尼法和QR 阻尼法在ANSYS/Professional 产品中无效。
§1.7.2.4选项:Number of Modes to Extract[MODOPT]
除缩减法以外其他模态提取方法该选项都是必须设置的。对于非对称法和阻尼法,应该应当提取比必要的阶数更多的模态以降低丢失模态的可能性,但需要花费更长的求解时间。
§1.7.2.5选项:Number of Modes to Expand[MXPAND]
该选项只在采用缩减法、非对称法和阻尼法时要求设置。如果想得到单元求解结果,则不论采用何种模态提取方法都需要打开“Calcucate elem results”项。在用单点响应谱分析(SPOPT,SPRS)和动力学设计分析方法
(SPOPT,DDAM)中,模态扩展可能要放在谱分析之后按命令MXPAND设置的重要性因子SIGNIF数值有选择地进行。如果要在谱分析后才进行模态扩展,则在模态分析选项(MODOPT)对话框的模态扩展(EXPAND)选项处选NO。 §1.7.2.6选项:Mass Matrix Formulation[LUMPM]
该选项用于指定质量矩阵计算方式:缺省的质量矩阵(和单元类型有关,也称为一致质量矩阵)和集中质量阵。我们建议在大多数应用中采用缺省一致质量
矩阵。但对有些包含“薄膜”结构的问题,如细长梁或非常薄的壳,采用集中质量矩阵近似经常可产生较好的结果。另外,用集中质量阵时求解时间短,需要的内存少。
§1.7.2.7选项:Prestress Effects Calculation[PSTRES]
该选项用于确定是否考虑预应力对结构振型的影响。缺省分析过程不包括预应力效应,即结构是处于无应力状态。在分析中希望包含预应力的影响,则必须首先进行静力学或瞬态分析生成单元文件,参见“有预应力模态分析”。如果预应力效果选项是打开的,同时要求当前及随后的求解过程中质量矩阵[LUMPM]的设置应和静力分析中质量矩阵的设置必须一致。
注意 ─ 在有预应力的周期对称单元如PLANE25 和SHELL61 上只可以加轴对称载荷。
§1.7.2.8其它模态分析选项
完成了模态分析选项(Modal Analysis Option )对话框中的选择后,单击OK,接着弹出一个对应于于指定的模态提取方法的选项对话框,是以下选择域的组合:
– 域:FREQB ,FREQE 指定感兴趣的模态频率范围。
FREQB域指定第一频移点(低频)─特征值收敛最快的点。在大多数情况下不需要设置这个域,其缺省值为-1。 – 域:PRMODE 输出的缩减模态数。
设置此选项后,在输出文件(Jobname.out)中会列出所设置数目的缩减振型。该选项只对缩减法有效。 – 域:Nrmkey
关于振型归一化的设置。有两种选择:相对于质量矩阵[M]和单位化[I]。如果在模态分析后进行谱分析或模态叠加法分析,则应该选择相对于质量阵[M]进行归一化处理。为了在随后得到各阶模态的最大响应(模态响应),须用模态系数去乘振型。实现的方法是用*GET命令(在谱分析完成后)查到模态系数并在SET命令中将模态系数用做比例因子。 – 域:RIGID
设置提取对已知有刚体运动结构进行子空间迭代分析时的零频振型。只适用于Subspace和PowerDynamics法。 – 域:SUBOPT
指定多种子空间迭代选项。详细情况参见<>。只适用于Subspace和PowerDynamics法。 – 域:CEkey
指定处理约束方程的方法。可选用的方法:Direct elimination method(直接消去法)、Lagrange multiplier(quick)method(快速拉格朗日乘子法)、Lagrange multiplier(accurate)method(精确拉格朗日乘子法)。该选项只适用于分块Lanczos法。(参见“循环对称结构的模态分析”部分的表8“CE处理法”。)
§1.9观察结果
模态分析的结果(即模态扩展处理的结果)被写入到结构分析结果文件Jobname.RST中。分析结果包括:
·固有频率 ·扩展振型
·相对应力和力分布(如要求输出了)。
可以在POST1[/POST1]即普通后处理器中观察模态分析的结果。模态分析的一些常用后处理操作将在下面予以描述。关于后处理功能的完整描述参见<>的第4章。
§1.9.1注意要点
·如要在POST1中观察结果,则数据库中必须包含和求解时相同的模型。 ·结果文件Jobname.RST必须存在。
§1.9.2观察结果数据的过程:
1.读入合适子步的结果数据。每阶模态在结果文件中被存为一个单独的子步。比如扩展了6阶模态,结果文件中将有由6个子步组成的一个载荷步。
命令:SET,SBSTEP
GUI:Main Menu>General Postproc>-Read Results-substep 2.执行任何想做的POST1操作。常用的模态分析POST1操作如下:
§1.9.3选项:列表显示所有频率
用于列出所有已扩展模态对应的频率。下面是一个该命令输出结果的例子:
*****INDEX OF DATA SETS ON RESULTS FILE***** SETTIME/FREQLOAD STEPSUBSTEPCUMULATIVE 122.973111 240.476122 378.082133 4188.34144
命令:SET,LIST
GUI:Main Menu>General Postproc>List Results>Results
Summary
§1.9.4选项:图形显示 变形
命令:PLDISP
GUI:Main Menu>General Postproc>Plot Results>Deformed Shape 用PLDISP命令的KUND域可设置将未变形形状叠加在显示结果中。
§1.9.5选项:列表显示主自由度
命令:MLIST,ALL
GUI:Main Menu>Solution>Master DOFs>List ALL
注意 ─ 如要用图形方式显示主自由度,请选择绘制出模型中的节点(GUI 途径Utility Menu>Plot>Nodes 或命令NLIST )。
§1.9.6选项:线单元结果
命令:ETABLE
GUI:Main Menu>General Postproc>Element Table>Define Table
对线单元,象梁、桁条和管子,可以用ETABLE命令获得导出数据
(应力、应变等)。结果数据通过一个标识字和一个ETABLE命令中的顺序号或部件名组合起来加以区分。详细内容参见<>对于ETABLE的讨论。
§1.9.7选项:等值图显示 结果项
命令:PLNSOL或PLESOL
GUI:Main Menu>General PostProc>Plot Results>-Contour
Plot-Nodal Solu或Element Solu
使用这些选项可绘制几乎所有结果项的等值线图,如应力(SX,SY,SZ?)、应变(EPELX,EPELY,EPELZ?)和位移(UX,UY,UZ?)。
PLNSOL和PLESOL命令的KUND域可用来设置将未变形形状叠加在显示结果中。
绘制单元表数据和线单元数据的等值线: 命令:PLETAB,PLLS
GUI:Main Menu>General Postproc>Element Tabe>Plot Element
Table
Main Menu>General Postproc>Plot Results>Contour Plot-Line
Elem Res
注意 - 命令PLNSOL 会对节点处的导出数据如应力和应变取平均值。这种平均会导致在不同材料单元、不同的壳厚度、或其它不连续性出现处的节点上出现“污损”值。为了避免出现这种污损效应,在使用命令PLNSOL 前应该用选择功能(<> 第7 章所述的)先选中同种材料的单元,同样厚度的壳等。
§1.9.9选项: 列表显示结果项
命令:PRNSOL(节点结果)
PRESOL(一个单元接一个单元的结果)