中望結構模擬算例教程（二）：細長杆模態分析

早前釋出的關於中望結構模擬算例教程來到第二期，今天要進行一個細長杆的模態分析，話不多說，馬上進入教程。

1、模擬介紹

模態分析是研究結構動力特性一種方法，一般應用在工程振動領域。其中，模態是指機械結構的固有振動特性，每一個模態都有特定的固有頻率、阻尼比和模態振型。分析這些模態引數的過程稱為模態分析。本案例透過對一個細長杆的模擬，來了解中望模擬模態分析的步驟。

2. 匯入模型

點選工具欄中

【檔案】

→

【開啟】

，匯入模型對話方塊，點選

【casepole。stp】

，匯入細長杆模型，如圖1所示。

圖1。 匯入模型

3. 單位設定

本案例中單位制採用MMKS。

點選工具欄中

【模擬】

→

【預處理】

→

【單位管理】

開啟單位設定對話方塊，本例中單位如圖2所示。

圖2。 單位設定

4. 新建模擬任務

點選工具欄中

【模擬】

→

【中望App】

→

【新建結構模擬任務】

開啟新建模擬任務對話方塊，選擇模態分析進入模態模擬頁面，如圖3所示。

圖3。 新建模擬任務

5. 設定求解模態階數圖

本例設定求解階數為5階。

點選工具欄中

【中望結構模擬】

→

【任務選項】

開啟任務選項對話方塊，方法選擇預設方法，模態數設定為5，即求解錐齒輪模型的前5階固有頻率及振型，點選

【確認】

完成設定，如圖4所示。

圖4。 設定求解階數

6. 模型材料設定

本例材料屬性為Alloy Steel。

右鍵點選節點樹下的

【頻率和振動】

→

【幾何】

→

【casepole】

→

【S1（實體）】

，點選

【編輯材料】

開啟材料庫對話方塊，在

【使用者】

選項處右鍵，選中

【建立材料】

，按圖5所示設定好材料屬性，並命名為

【Alloy Steel】

，點選

【確認】

後再次點選

【確認】

，返回節點樹介面，

【S1（實體）】

自動更改為

【S1 （Alloy Steel）（實體）】

，說明Alloy Steel的材料屬性已成功賦予給幾何體。

圖5。 模型材料設定

7. 施加固定約束

本例約束方式為固定約束，約束位置為細長杆的下端面。

右鍵點選節點樹下的

【頻率和振動】

→

【約束】

，點選

【固定約束】

開啟約束設定對話方塊，在實體中選中幾何體的下端面，點選

【√】

完成，如圖6所示。

圖6。 施加固定約束

8. 網格劃分

本例網格尺寸為5。8504mm，容差為0。01mm，使用ZW網格劃分器劃分網格。

右鍵點選節點樹下的

【頻率和振動】

→

【網格】

，點選

【生成網格】

開啟網格建立對話方塊，理論上網格數量越多，網格劃分就越精細，計算越準確，但模擬時間也將增加，一般保持預設設定即可，網格器選擇ZW，劃分方式選擇標準，網格尺寸設定為5。8504mm，公差設定為0。01，單元型別設定為3D-四面體，在選項中選擇二階以生成二階網格，點選

【√ 】

完成網格劃分設定，如圖7所示。

圖7。 網格劃分

9. 模擬計算

右鍵點選節點樹下的

【頻率和振動】

→

【結果】

，點選

【執行計算】

執行求解器計算。進度欄中會顯示當前模擬進度，執行結束後，將在節點樹下會出現一些預設的結果。如圖8所示。

圖8。 模擬計算

10. 結果檢視與後處理

在節點樹

【頻率和振動】

→

【結果】

下可檢視求解結果雲圖，如圖9所示。

圖9。 結果檢視與後處理

如需檢視更多結果，可點選工具欄中的

【中望結構模擬】

→

【結果】

→

【新建結果】

開啟結果繪圖對話方塊，選擇想要檢視的結果，點選

【確認】

，結果雲圖將被新增到節點樹的

【結果】

下，雙擊新新增的結果即可顯示結果雲圖，如圖10所示。

圖10。檢視更多結果雲圖（a）

圖10。 檢視更多結果雲圖（b）

如需檢視固有頻率結果，可點選工具欄中的

【中望結構模擬】

→

【結果】

→

【結果資料表】

開啟結果列表對話方塊，下拉時間步長/頻率/本徵欄，即可檢視每階模態對應的固有頻率，如圖11所示。

圖11。 檢視固有頻率

如需檢視節點和單元資料，點選工具欄中

【中望結構模擬】

→

【結果】

→

【結果資料表】

開啟結果列表對話方塊，選擇想要檢視的資料，點選

【確認】

，即可檢視相應的資料列表，如圖12所示。

圖12。 檢視資料列表

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