模态分析.docx

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模态分析

轴模态分析

分析过程

图一轴

其必要的参数为：

弹性模量

，密度

泊松比0.3。

3.1材料建模并划分网格

3.1.1定义工作文件名和工作标题

1）执行UtilityMenu>File>ChangeJobname命令，在对话框中输入“ZRQ”，点击“OK”按钮；

2）执行UtilityMenu>File>ChangeTitle命令，在弹出的对话框中输入“TheAxesModel”,点击“OK”按钮；

3）执行UtilityMenu>plot>Replot命令，重新显示。

3.1.2创建几何模型

1）执行UtilityMenu>WorkPlane>DisplayWorking命令，显示工作平面；

2）多次执行MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Volumes>Cylinder>ByDimensions命令，出现CreatCylinderbyDimensions（创建圆柱体）对话框；

3）在RAD1Outerradius文本框中输入圆柱体外半径60，在RAD2Optionalinnerradius文本框中输入圆柱体半径0，在Z1,Z2Z-coordinates文本框中输入坐标值0，150，在THETA1Startingangle（degrees）文本框中输入起始角度0，在THETA2Endingangle（degrees）文本框中输入终止角度360，单击Apply按钮；

4）重复上述过程，分别将以下3组数据输入CreateCylinderbyDimensions对话框，依次生成第2、3、4、5个圆柱体，单击OK按钮关闭该对话框；

5）执行UtilityMenu>PlotCtrls>Numbering命令，出现PlotNumberingControls对话框，选中VOLUVolumenumbers复选框，使其从Off转变为On,单击OK按钮关闭该对话框；

6）执行MainMenu>Preprocessor>modeling>Operate>Booleans>Add>Volumes命令，在弹出的对话框中点击“pickall”按钮，选中所有圆柱体进行相加；

7）执行MainMenu>Plot>Rrplot命令；

8）执行MainMenu>Preprocessor>NumberingCtrls>CompressNumbers命令，出现CompressNumbers（压缩编号）对话框，在下拉列表框中选择Volumes，单击OK按钮关闭该对话框；

9）在X,Y,ZOffsets文本框中输入X、Y、Z三个方向上的平移量0，50，200，在XY,YZ,ZXAngles文本框中输入转角90，90，90，单击OK;

10）执行UtilityMenu>WorkPlane>ChangeActiveCSto>WorkingPlane命令，将当前坐标系设置为工作平面；

11）执行MainMenu>Preprocessor>modeling>create>volumes>cylinder>solidCylinder命令，如图输入：

12）执行MainMenumodeling>>Preprocessor>create>volumes>block>ByDimensions命令,如图进行输入：

键槽生成完毕，下面进行布尔减运算。

13）执行MainMenu>Preprocessor>Operate>Subtract>Volumes，弹出一个拾取框，再图形上拾取轴体，点击Apply按钮，然后在图形上拾取上面生成的实体，再点击OK按钮，生成如图二。

图二生成的轴的实体模型

3.2对实体模型进行网格划分

步骤为：

1）执行MainMenu>Preprocessor>ElementType>Add/Edit/Delete，ElementType对话框出现，点击Add按钮。

LibraryofElementTypes对话框将出现。

再左边的滚动框中单击“StructuralSolid”，再右边的滚动框中单击“10node92”，单击Apply按钮。

2）定义材料属性：

执行MainMenu>Preprocessor>MaterialProps>MaterialModels，出现DefineMaterialModelBehavior对话框，再materialModelAvailable下面的选项中连续双击Structural>Linear>Elastic>Isotropic，出现IsotropickMaterialProperties对话框。

再EX后面输入2E11，再PRXY后面输入0.3，单击OK按钮。

在MaterialModelAvailable下面的选项中双击Structural>Density，弹出MaterialNumber1对话框，再DENS后面输入7850，单击OK按钮。

3

3）执行MainMenu>Preprocessor>meshing>SizeCntrls>ManualSize>Global>Size，弹出GlobalElementSize对话框，再SIZEElementedgelength后面的输入框中输入20，单击OK按钮。

划分网格：

执行MainMenu>Preprocessor>meshing>Mesh>Areas>Free，弹出MeshAreas拾取菜单，单击PickAll按钮，弹出警告提示框，点击Close按钮关闭提示框。

完成网格划分如图三。

图三划分网络后的结果显示

3.3约束与求解

具体步骤如下：

1）选择加载单元：

UtilityMenu>Select>Entities,弹出SelectEntities工具条，再第一个下拉列表中选择Nodes，再第二个下拉列表中选择ByLocation，单击选中FromFull，在Min，Max后面输入0，80，单击Apply，单击选中AlsoSelect，在Min，Max后面输入0，100，单击OK按钮。

2）施加约束：

执行MainMenu>Solution>DifineLoads>Apply>Structural>Displacement>Onnodes,弹出ApplyU，ROTonNodes拾取菜单，点击PickAll按钮，弹出ApplyU,ROTonNodes对话框，再Lab2后面的选择框中选择UX、UY、YZ，单击OK按钮。

施加约束结果如图四。

图四施加约束后图形

下面介绍求解过程：

3）设定分析类型：

MainMenu>Solution>AnalysisType>NewAnalysis。

NewAnalysis对话框出现，选中Modalanalysis，单击OK按钮。

4）选中模态提取方法：

MainMenu>Solution>AnalysisType>Analysisoptions，将出现ModalAnalysis对话框，选中BlockLanczos模态提取法：

再Numberofmodestoextract处输入5，再No.ofmodestoexpand处输入5，单击OK按钮。

接着将出现BlocklanczosMethod对话框，单击OK按钮接受缺省设置。

5）Select>Everything命令，选择所有的点，线，面，体。

6）求解当前载荷步：

MainMenu>Solution>Solve>CurrentLS，弹出信息提示框和SolveCurrentLoadStep对话框，单击Close关闭信息提示框，在SolveCurrentLoadStep对话框中单击OK按钮。

7）继续弹出一个Warning警告信息提示框，和一个Verify校核对话框，单击Close关闭Warning提示框，接着单击“是（Y）”按钮开始求解。

3.4计算结果

求解后的五阶模态频率为：

297.77，305.76，1333.2，1404.4，1479.8,单位Hz。

下面显示的是各阶模态振型：

图五一阶模态相对位移云纹图

图六二阶模态相对位移云纹图

图七三阶模态相对位移云纹图

图八四阶模态相对位移云纹图

图九五阶模态相对位移云纹图