迈达斯-有限元模态分析

模态分析(零件或装配体)ModalAnalysis2Step00模态分析模态分析综述模态分析可以预见共振和因结构振动产生的位移.通过分析,可以确定动力特性,如自然频率和模态形状.重要术语自然频率和周期•自然频率:就是固有频率，即在没有外力驱动时物体自己本身振动的频率，这个频率值是固定的(Hz)•自然周期:频率倒数(1/f),它指的是振动1周的时间(sec)•自然模态形状:外力移动后的振动形状.最低模态代表最容易变形形状.•当应用于结构的振动频率与自然频率接近会出现共振.A.B.•A和B是不同的,因此他们频率和周期是不同.•频率和周期因摆线长度不同而不同.•每秒移动的周期数称为自然频率,完成1周需要的时间称为自然周期.•结构自然频率与刚度成正比,而与质量成反比.如果集中质量远离结构边界,由于惯性效果致共振频率降低.不同摆幅的摆锤ModalAnalysis3Step00自由振动模态分析概要•无外力作用下,结构因惯性而产生振动,阻尼抵抗恢复力.因此,结构自由振动不受外力影响.•尽管结构不受载荷影响,自由振动因非零初始条件而发生.静平衡初始条件自由振动初始位置:A自由振动时间周期:TModalAnalysis4Step•模态数量:输入需要计算的自然频率数量.•最低/最高:设置频率范围.仅计算该范围内的频率.•Sturm序列检查:通过迭代过程计算丢失特征值.00模态分析概要模态分析选项ModalAnalysis5Step00线性静态分析-单位:N,mm-各向同性弹性材料-几何模型:Hanger.x_t载荷边界条件-边界条件(铰接)查看结果-模态分析结果-模态振型-固有频率Hanger概述概述ModalAnalysis6Step00概述分析概述目的利用midasNFX进行简单的模态分析并理解此功能-模态分析主要是对承受振动或者周期性载荷的物体进行设计检测时使用的一种分析.-模态分析是为了得出受特定约束的物体的固有振动频率和模态振型.-通过本案例学习简化单个零部件中分析时不需要的倒角，并对简化后的模型求出固有频率和固有振型.模型边界条件(铰接)有限元模型(四面体网格)铰接ModalAnalysis7Step54操作步骤231.点击[](新建].2.选择[3D].3.单位系统选择[N-mm-kg-sec-J].4.点击[确认].5.在工作窗口中单击鼠标右键，选择[隐藏所有导航].新建分析设置101ModalAnalysis8Step1.模型选择:选择Hanger.x_t2.单击[打开].几何CAD文件导入2102操作步骤请检查文件格式!ModalAnalysis9Step1.目标选择:选择导入的模型.2.删除圆角:输入“1”3.点击[查找].4.点击[选择全部].5.点击[删除].6.点击[关闭].几何辅助简化03操作步骤123456ModalAnalysis10Step1.创建选择各向同性2.输入材料3.点击[确认].4.点击[关闭]网格属性材料04操作步骤32号2名称Steel弹性模量2.1e5(N/mm²)泊松比0.3质量密度7.9e-6(kg/mm²)241ModalAnalysis11Step151.创建选择3D2.选择[实体].3.输入特性4.点击[确认].5.点击[关闭]网格属性特性05操作步骤3342号1名称Hanger材料2:SteelModalAnalysis12Step1.输入约束条件2.点击[确认].静态/热分析边界约束06操作步骤2名称Support目标类型面选择目标8个平面(如图所示)条件铰接11ModalAnalysis13Step1.选择目标:“1”（如图所示）.2.点击[确认].网格生成3D07操作步骤12ModalAnalysis14Step1.标题:输入“Hanger”.求解类型:选择[模态].2.点击[确认].分析与结果分析工况一般08操作步骤12ModalAnalysis15Step1.点击[确认].2.文件名:输入“Hanger”.3.点击[保存(S)].分析与结果分析执行09操作步骤123ModalAnalysis16Step1.点击[](如图所示).2.分析与结果一般变形变形+未变形(特征线).3.分析和结果模态（必需）MODE1总位移.分析和结果Hanger模态(必需)总位移10操作步骤21ModalAnalysis17Step1.双击[特征值分析结果表].分析和结果Hanger特征值分析结果表11操作步骤1ModalAnalysis18Step00模态分析-单位:N,mm-几何模型:Modal.x_t材料-CastAlloySteel(材料DB库)边界条件和载荷-固定约束(洞内部)确认结果-特征值-模态现象-模态分析结果和表格模态分析概述概述ModalAnalysis19Step00概述分析概述模型约束条件(固定约束)有限元模型(四面体网格)固定约束ModalAnalysis20Step操作步骤1.点击[]](新建)2.选择[3D]3.选择[N-mm-kg-sec-J]单位系4.点击[确认]5.在窗口右击鼠标选择隐藏全部导向分析设置分析条件0112345ModalAnalysis21Step1.选择模型:Modal.x_t2.勾选[选择接触面]3.点击[打开]形状CAD文件导入02操作步骤123ModalAnalysis22Step1.创建点击各向同性2.选择材料DB库中的Steel3.选择CastAlloySteel4.点击[确认]5.点击[关闭]网格材料/特性材料03操作步骤12543ModalAnalysis23Step1.创建点击3D2.选择[实体]3.输入特性4.点击[确认]5.点击[关闭]网格材料/特性特性04操作步骤号1名称Solid材料2:CastAlloySteel123345ModalAnalysis24Step1.输入约束条件2.点击[确认]静态/热分析边界条件约束05操作步骤4名称Fix对象类型面选择目标4个条件固定约束11112ModalAnalysis25Step1.选择[自动-实体]2.点击[](全选)3.网格大小:使用基本设定值4.点击[确认]06操作步骤网格生成3D2134ModalAnalysis26Step1.设置分析工况2.选择[确认]分析与结果分析工况一般07操作步骤名称Modal分析类型模态分析12ModalAnalysis27Step1.点击[确认]2.另存为:输入“Modal”3.点击[保存(S)]分析与结果分析执行08操作步骤132ModalAnalysis28Step1.点击[](轴测图2)2.选择分析与结果一般变形形状变形+未变形(线框)3.双击分析与结果工作目录树中的总位移分析和结果工作目录树Modal:模态分析模态分析(必需)MODE109操作步骤1223ModalAnalysis29Step1.双击分析和结果工作目录树中的特征值分析结果表格分析和结果工作目录树Modal:模态分析特征值分析结果表格10操作步骤ModalAnalysis30Step00模态分析-单位:N,m-BarStiffenedPlate载荷边界条件-固定约束(内部)查看结果-特征值-模态振型(动态显示)-模态分析结果表格StiffenedPlate概述概述ModalAnalysis31Step00概述分析概述目的运用midasNFX进行基本的模态分析并理解此功能-模态分析主要是对承受振动或者周期性载荷的物体进行设计检测时使用的一种分析.-模态分析是为了得出受特定约束的物体的固有振动频率和模态振型.-本案例学习利用1D和2D单元混合建模并进行基本的模态分析的方法.模型约束条件(固定约束)有限元模型(1D和2D四边形网格)板的4个角固定Shrink形状ModalAnalysis32Step54操作步骤231.点击[](如图所示).2.选择[3D].3.选择[N-m-kg-sec-J]单位系统.4.点击[确认].5.在工作窗口中单击鼠标右键，选择[隐藏所有导航].新建分析设置101ModalAnalysis33Step1.坐标:“(0),0.5,0.5”.2.点击[取消].3.点击[](如图所示).几何顶点与曲线矩形2102操作步骤3ModalAnalysis34Step1.坐标:输入“(0.125),0,0.5”.2.在工作窗口中单击鼠标右键.3.坐标:输入“(0.25),0,0.5”.4.在工作窗口中单击鼠标右键.5.坐标:输入“(0.375),0,0.5”.6.在工作窗口中单击鼠标右键.7.点击[取消].几何顶点与曲线多段线7103操作步骤ModalAnalysis35Step1.点击[](如图所示).2.点击[确认].几何顶点与曲线交叉2104操作步骤1ModalAnalysis36Step1.选择[分割数量].2.选择用[O]标记的五条线3.分割数量:输入10.4.点击[确认].网格控制尺寸4105操作步骤1ModalAnalysis37Step1.选择[自动-面积].2.点击[](选择所有).3.大小方法:分割，输入3.4.点击[确认].06操作步骤1网格生成2D2243ModalAnalysis38Step1.选择自动生成的4个网格组.2.点击右键并选择合并.3.选择合并后的网格,按[F2].4.重命名为“Plate”.07操作步骤模型工作目录树网格241ModalAnalysis39Step1.选择用[O]标记的5个目标，如图2.网格组:输入“Stiffener”.3.点击[确认].08操作步骤1网格生成1D32ModalAnalysis40Step1.创建各向同性.2.输入材料属性.3.点击[确认].4.点击[关闭].网格属性材料09操作步骤123号2名称Matl弹性模量2e11(N/m2)泊松比0.3质量密度8.245(kg/m3)24ModalAnalysis41Step1.创建2D特性2.选择[板].3.输入特性.4.点击[确认].网格属性特性10操作步骤332号1名称Plate材料2:Matl坐标系整体直角厚度0.005m(均匀厚度)41ModalAnalysis42Step1.创建1D特性2.选择[杆].3.输入特性.4.点击[截面...],.5.输入截面信息.6.剪切中心:用[]和[]调整至中间位置.7.点击[确认].8.点击[关闭].网格属性特性11操作步骤2号2名称Bar材料2:Matl7133截面形状IDIM10.05DIM20.025DIM30.025DIM40.003DIM50.003DIM60.00345667ModalAnalysis43Step1.选择[1D].2.点击[](轴测图1).3.模型工作目录树特性中的1DBar和2D勾选Plate.4.点击[](全选).5.选择[添加偏移(梁/杆)].6.输入偏移信息.7.点击[确认].8.模型工作目录树特性中的1DBar和2D去掉Plate前的勾选项.网格单元参数12操作步骤勾选项基于参考节点截面特性基本坐标系整体直角端部偏移(不均匀)Wz:0.0025m7Offset134526ModalAnalysis44Step1.输入约束2.点击[确认]静态/热分析边界约束13操作步骤12名称Fix目标类型节点选择对象4个（如图所示）条件固定11ModalAnalysis45Step1.输入分析条件2.单击“模态(必需)”.3.单击子工况控制按钮.4.设置分析控制5.点击[确认]6.点击[确认]分析与结果分析工况一般14操作步骤名称Modal