七、模態分析
7.1問題描述
如圖所示為一根長度為l 的等截面直杆，一端固定，一端自由。已知杆材料的彈性模量e=2*10e11n/m2，密度m 3
/kg 7800=ρ，桿長l=0.1m，要求計算直杆縱向振動的固有頻率。
7.2求解步驟
1、建立工作名和工作標題
2、定義單元型別：拾取選單main menu→preprocessor →element type→add/edit/delete 。彈出對話方塊，單擊"add "按鈕：
彈出對話方塊，在左側列表中選擇"structural/solid ，在右側列表中選擇"brick 20node 186"，單擊"ok"按鈕：單擊close。
3、定義材料特性：main menu→preprocessor→material props→material models 彈出對話方塊，在右側列表中依次雙擊"structural "、leaner,elastic"、"isotropic"，彈出對話方塊，在"ex"文字框中輸入2ell (彈性模量)，在"prxy"文字中輸入0.3(泊松比)，單擊"ok"按鈕；再雙擊右側列表中"structural"下"density "，彈出對話方塊，在"dens"文字框中輸入7800〈密度)，單擊"ok"按鈕。
然後關閉對話方塊。
4、建立幾何網路模型
1）拾取選單main menu →preprocessor →modeling →create →
volumes→block→by dimension，引數如圖所示，單擊ok。拾取選單utility
menu→plotctrls→pan zoom rotate在彈出的對話方塊中，依次單擊"iso"、"fit"按鈕。
2）劃分單元：拾取選單main menu→preprocessor→meshing→meshtool彈出對話方塊，單擊size controls區域中lines後set按鈕，彈出拾取視窗，任意拾取塊x軸和y軸方向的邊各一條(短邊)，單擊ok按鈕，彈出對話方塊，在ndiv 文字框中輸入3，單擊apply按鈕；再次彈出拾取視窗，拾取塊z軸方向的邊(長邊)，單擊ok按鈕，在ndiv文字框中輸入15，單擊ok按鈕。在mesh區域，選擇單元形狀為hex，選擇劃分單元的方法為mapped。
單擊mesh按鈕，彈出拾取視窗，拾取塊，單擊ok按鈕。
3、載入求解
1）施加約束：拾取選單main menu→solution→define loads→apply→
structural→displacement→on areas。彈出拾取視窗，拾取z=o的平面，單擊ok按鈕，彈出對話方塊，在列表中選擇uz，單擊apply按鈕:再次彈出拾取視窗，拾取y=0的平面，單擊ok按鈕，彈出對話方塊，在列表中選擇uy單擊apply 按鈕；再次彈出拾取視窗，拾取x=o的平面，單擊ok按鈕，彈出對話方塊，在列表中選擇ux，單擊ok按鈕。
2）指定分析型別：main menu→solution→analysis type→new analysis.彈出對話方塊，選擇modal，單擊ok按鈕。
3）指定分析選項：main menu→solution→analysis type→analysis options 彈出對話方塊，如圖設定，單擊ok按鈕:彈出block lanczos method對話方塊，單擊ok按鈕。
4）指定要擴充套件的模態數：main menu→solution→load step opts→expansionpass→single expand→expand modes。彈出對話方塊，在nmode文字框中輸入5，單擊ok按鈕。
5）求解：mainmenu→solution→solve→current ls。單擊solve current load step對話方塊的ok按鈕，出現solution is done!
提示時，求解結束，即可檢視結果了。
4、進入一般後處理，檢視結果
1）檢視各階模態的頻率：main menu→general postproc→result summary，彈出的對話方塊如圖所示，從中可以檢視各階模態頻率。
2）讀取第一階振型：main menu→general postproc→read result→first set 3）繪製結構一階振型雲圖：main menu→general postproc→plot results→contour plot→nodal solu，在彈出的對話方塊中依次點選：
nodal solution→dof solution→displacement vector sum，點選ok按鈕，顯示結構一階振型雲圖。4）選擇輸出其他振型雲圖：main menu→general postproc→read result→next set，重複步驟3），顯示結構二階振型雲圖。
5）繪製其他各階振型雲圖：重複步驟4），繪製其他各階振型雲圖。各階模態的振型結果示意圖如圖所示。
a（第一階）b（第三階）
c（第四階）d（第五階）
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