在ANSYS Apdl操作平台上进行谐响应分析的操作步骤与进行模态分析相似：①建立一个工程项目；②修改材料数据；③建立/导入几何模型；④建立有限元模型，包括划分网格、施加载荷；⑤进行求解；⑥查看分析结果。一般来讲，谐响应分析是在模态分析的基础上完成的，下面在6.1.3悬臂梁模态分析的基础上，进行谐响应分析。
1.建立一个谐响应分析项目
首先启动ANSYS，然后导入模态分析结果。
GUI：File﹥Resumefrom…，在弹出对话框中选择随书光盘上的文件Harmonic exam-ple.db。
（1）添加标题
操作如下：
GUI：Utility Menu﹥File﹥ChangeTitle...。
键入标题：Harmonic example。
命令：/TITLE，DynamicAnalysis。
（2）修改工作名
防止下次启动ANSYS数据文件被修改，操作如下：
GUI：Utility Menu﹥File﹥ChangeJobname...。
键入工作名：Harmonic example。
命令：/FILNAME，Harmonic example，0。
（3）选择分析类型
选择谐响应分析（Harmonic），操作如下：
GUI：Solution﹥Analysis Type﹥New Analysis﹥Harmonic。
命令：ANTYPE，3。
2.建立有限元模型
（1）定义梁的端点约束
通过节点位移定义约束。选择菜单GUI：Solution﹥Define Loads﹥Apply﹥Structural﹥Displacement﹥On Nodes，选择x=0处节点，将弹出Apply U，ROT on Nodes对话框（图7-10），应注意谐响应分析与静力分析的细微差别，约束节点所有自由度。
图7-10 定义节点约束
（2）施加简谐载荷
通过节点施加载荷，选择菜单GUI：Solution﹥Define Loads﹥Apply﹥Structural﹥Force/Moment﹥On Nodes，选择悬臂梁的右侧自由端节点，单击OK按钮。弹出Apply Force/Mo-ment on Nodes对话框，按图7-11所示，进行设置后，单击OK按钮。
图7-11 施加载荷
注意：
通过详细定义载荷的实部和虚部，确定了载荷的大小和相位。本例中，载荷的大小为100N，相位角为零度。当所分析的结构上需施加的载荷不止一个时，相位角信息非常重要，它决定所施加的载荷是否在相位角范围内。对于谐响应分析，结构所承受的载荷不论大小必须是同一频率。
（3）保存数据库
GUI：Utility Menu﹥SaveJobname.DB。
命令：SAVE。
（4）设定载荷步
打开频率/子步设定对话框，选择菜单GUI：Solution﹥Load Step Opts﹥Time/Frequency﹥Freq and Substps...，弹出Harmonic Frequency and Substep Options对话框（图7-12）。将频率范围设定为“0～100Hz”，子步数为“100”，stepped or rampedb.c为Stepped。
图7-12 设定频率范围及子步数
通过上述设定，系统对悬臂梁施加载荷的频率从1Hz开始到100Hz中止。这里需要定义阶梯状边界条件（stepped boundary condition），保证在每个加载频率下载荷数值均为100N。作为另外一项选择，即ramped option，加载则是当载荷频率为1Hz时载荷大小为1N，当载荷频率增大到100Hz时，载荷数值增大到100N。单击OK按钮，载荷及约束定义完毕，如图7-13所示。
图7-13 模型约束及载荷
3.定义谐响应求解参数
打开谐响应分析（Harmonic）对话框，选择菜单GUI：Main Menu﹥Solution﹥Analysis Type﹥New Analysis﹥Analysis Options，如图7-14所示。
图7-14 设定谐响应分析选项
选择完整求解法（Full Solution method），自由度输出格式（DOFprintout format）选Real+i-maginary，不建议采用Lump mass approx，单击OK按钮。弹出Full Harmonic Analysis选项对话框，如图7-15所示，保留ANSYS系统默认设置，单击OK按钮。(www.xing528.com)
图7-15 设定Full Harmonic Analysis选项
4.求解
GUI：Solution﹥Solve﹥Current LS。
命令：SOLVE。
5.查看分析结果
接下来查看悬臂梁端点处结构响应情况。在这里，不能再通过通用后处理（General Post Processing，POST1）查看结果，只能使用时间历程后处理（TimeHist PostProcessing，POST26）查看。POST26通常用于查看时间或频率函数变化情况。
（1）打开POST26处理器
GUI：Main Menu﹥Time Hist Postpro。
命令：/POST26。
（2）定义参数变量
这里需要定义想查看结果的变量。在系统默认情况下，变量1（Variable1）可以是时间或频率。这里将变量1设为频率，感兴趣的是在x=1处2#节点Y方向位移（UY）。进入变量指示对话框，操作如下：
GUI：Time Hist Postpro﹥VariableViewer...。
弹出TimeHistoryVariable对话框，如图7-16所示。
图7-16 定义变量
单击对话框左上角添加（Add）
按钮，添加一个变量，得到Add Time—History Variable对话框，如图7-17所示，在对话框中定义2#变量。
图7-17 定义UY变量
因为感兴趣的是Y轴方向位移，选择UY，选择菜单GUI：Nodal Solution﹥DOF Solution﹥Y-Component of displacement，单击OK按钮。在图形对话框中，根据提示点选2#节点后单击OK按钮。这时，时间历程变量（TimeHistoryVariables）对话框如图7-18所示。
图7-18 变量定义完毕
（3）列表显示变量结果
在时间历史变量（TimeHistoryVariables）对话框中，单击列表（List）
按钮，得到数据列表，如图7-19所示。
（4）显示UY频率变化图
在时间历程变量（Time History Variables）对话框中，单击绘图（Plot）
按钮，则在AN-SYS图形窗口中显示出UY随频率的变化情况，如图7-20所示。
在这里应该注意到在频率为8.3Hz和51Hz时，位移UY出现峰值，这与已知频率8.311和51.94Hz相对应，证明ANSYS解是正确的。如果需要更清晰了解UY变化情况，可以改变UY显示比例。
改变坐标轴形式，打开Modify Axis对话框。选择菜单GUI：Utility Menu﹥Plot Ctrls﹥Style﹥Graphs﹥Modify Axis，弹出Axes Modification for Graph Plots对话框。如图7-21所示，将Y轴改为对数（Logarithmic），单击OK按钮。
图7-19 UY随时间变化结果列表
图7-20 UY随频率变化曲线
接下来显示坐标轴修改后图形显示，选择菜单GUI：Utility Menu﹥Plot﹥Replot，图7-22所示为2#节点随频率从0～100Hz范围变化的周期性载荷的响应。
命令：replot。
比较ANSYS Workbench和ANSYS Apdl操作平台下的分析结果，如图7-23所示。从图中可以看出，无论是共振频率，还是谐响应的最大变形，两个平台下的分析结果都是相同的。
图7-21 改变坐标轴参数
图7-22 2#节点的周期性载荷的响应图
图7-23 ANSYS两个操作平台下的分析结果比较
a）ANSYS Workbench分析结果 b）ANSYS Apdl操作平台下的分析结果
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