预应力模态分析方法及应用

【预应力模态分析】将使用一个来自静态分析的结果，来计算模型的自然频率和模态。例如，像要在一个静态分析以后运行预应力模态分析，以取得有关应用载荷和载荷的强弱等更加详细的信息。

运行预应力静态分析的条件：

0或1个约束集。

一个静态分析。

属于3D模型。

1.建立预应力模态分析

在“分析和设计研究”对话框中，选择菜单栏中的【文件（F）】→【新建预应力分析】→【模态】命令，系统弹出“预应力模态分析”对话框，如图8.66所示。

（1）【约束】选项组中【受约束】单选按钮表示分析模型受到约束限制，否则为不手约束限制。

（2）【模式】选项卡用于设置模型工作的自然频率和模式。

点选【模式数】单选按钮，在【模式数】文本框中定义模型工作的自然模式数，在【最小频率】文本框中设置模型工作的自然最小频率。

点选【频率范围内的所有模式】单选按钮，在【最小频率】和【最大频率】文本框设置模型工作的自然频率范围。

（3）其他选项的使用方法与左右参见预应力静态分析。

图8.66 “预应力模态分析”对话框

图8.67 “结果窗口定义”对话框

2.获取分析结果

在“分析和设计研究”对话框中，选中【分析和设计研究】列表框中的预应力模态分析分析，单击工具栏上的【查看设计研究或有限元分析结果】按钮，系统弹出“结果窗口定义”对话框，如图8.67所示。

（1）【名称】文本框用于定义新建预应力模态分析结果的名称，系统默认为Window+数字，也可以自定义。

（2）【标题】文本框用于定义新建预应力模态分析结果的标题，如应力应变曲线。

（3）【研究选取】选项组用于定义新建分析结果窗口的所需设计研究以及分析。

在【设计研究】选项组中，单击【打开】按钮，选择保存在磁盘中的分析目录，在【分析】下拉列表框中选择分析。

在列表框中选择预应力模态分析环境的频率模式，使其高亮显示。

（4）【显示类型】下拉列表框用于定义生成分析结果的显示类型：Fringe（条纹）、Vectors（线框）、Graph（曲线）、Model（模型）4种类型。

（5）【量】选项卡用于定义分析结果显示量：Displacement（变形）、P-Level。

（6）其他选项的使用方法与作用参见预应力静态分析。

3.实例

下面以前面讲解的例子模型A.prt为例，讲解预应力模态分析的建立和分析过程。

（1）建立预应力模态分析

打开零件A.prt，选择菜单栏中的【应用程序（P）】→【Mechanica（M）】命令，系统弹出“Mechanica模型设置”对话框，在【模型类型】下拉列表框中选择“Structure”选项，单击【确定】按钮，进入结构分析平台。(www.xing528.com)

选择【分析（A）】→【Mechanica分析/研究（E）】命令，系统弹出“分析和设计研究”对话框。

在“分析和研究”对话框中，选择菜单栏中的【文件（F）】→【新建预应力分析】→【模态】命令，系统弹出“预应力静态分析定义”对话框。

选中【约束】列表框中的“ConstraintSet1”约束集选项，使其高亮显示，点选其后的【受约束】单选按钮。

单击【模式】选项卡，点选【模式数】单选按钮，调节【模式数】微调框中数值为5，在【最小频率】文本框中键入20，“预应力模态分析”对话框设置如图8.68所示；

单击【前一分析】选项卡中【载荷集】列表框中的“LoadSet1”载荷集选项，使其高亮显示，在【载荷比例因子】文本框中键入1。

其他选项为默认值，单击【确定】按钮，完成预应力模态分析的建立。

选择菜单栏中的【运行（R）】→【开始】命令，或单击工具栏上的【开始】工具按钮，系统弹出“是否要运行交互诊断？”询问对话框，单击【是（Y）】按钮，系统开始进行分析，大约几分钟后，系统弹出“诊断”对话框，如图8.69所示，该对话框显示分析过程中出现的问题以及分析步骤。

（2）获取分析结果

在“分析和设计研究”对话框中，选中【分析和设计研究】列表框中的预应力模态分析，单击工具栏上的【查看设计研究或有限元分析结果】按钮，系统弹出“结果窗口定义”对话框。

选中【研究选取】列表框中模式2，使其高亮显示，在【显示类型】下拉列表框中选择“Graph”选项，单击【量】选项卡，选择下拉列表框中的“Displacement”选项，单击【图像位置】选项组中【选按钮，系统弹出模型阅览窗口和“选取”对话框，在预览窗口中选择一边，如图8.70所示。

图8.68 “预应力模态分析”对话框

图8.69 “诊断”对话框

单击【确定】按钮，完成边线的选取，返回“结果窗口定义”对话框，如图8.71所示。

图8.70 选取的边线

图8.71 “结果窗口定义”对话框

其他选项为系统默认值，单击【确定并显示】按钮，效果如图8.72所示。

退出结果窗口，返回“分析和设计研究”对话框，选中【分析和设计研究】列表框中的预应力模态分析，单击工具栏上的【查看设计研究或有限元分析结果】按钮，系统弹出“结果窗口定义”对话框。

在【显示类型】下拉列表框中选择“Vectors”选项。

单击【量】选项卡，选择下拉列表框中的“Displacement”选项。

单击【显示选项】选项卡，勾选【已变形】、【显示载荷】、【显示约束】复选框。

其他选项为系统默认值，单击【确定并显示】按钮，效果如图8.73所示。

图8.72 边线的变形曲线

图8.73 线框变形图