模態分析

定義：模態分析用于確定設計結構的振動特性（固有頻率和振型），他們是承受動載荷的結構設計中的重要參數。同時，也是瞬態分析、諧響應分析，譜分析的的起點。

模態分析是一種線形分析，任何非線性均被忽略，可以進行有預應力的模態分析。

模態提取方法：

1.block lanczos（分塊蘭索斯法）適用于大型對稱特征值求解問題

2.subspace（子空間法）適用于大型對稱特征值求解問題

3.powerdynamics法，用于大模型。

4.reduced（縮減法）速度快，精度低

等等......

模態分析的基本步驟

1.建模

2.加載及求解

3.擴展模態

4.結果后處理

（1）模型的建立

只有線性行為是有效的；必須指定ex和dens，非線性行為被忽略。

（2）加載及求解

1.指定分析類型為模態分析。restar是無效的，若施加不同的邊界條件，須重做分析。

mode extraction method（模態提取方法）

no.of modes to extract（模態提取階數）該項對除縮減法以外的方法都是必須的。

no.of modes to expend（模態擴展數）次項只在采用縮減法，非對稱法，阻尼法時要求設置。若要得到單元求解結果，則無論采用何種模態提取方法都需要打開“calculate elem results”項。

use lumped mass approx？（質量矩陣形成方式），一般采用默認，有梁或殼單元，采用集中質量矩陣會有很好的結果。

incl prestress effect？（預應力影響計算）

2.定義主自由度

當采用縮減法 ，提取模態時，要定義主自由度mdof，mdof選取的規則是：選取至少是感興趣的模態階數的倍數個mdof（個人認為相當于pkpm中的振型個數）。#p#分頁標題#e#

3.模型上加載

在典型的模態分析中唯一有效的荷載是零位移約束，其他的荷載形式將被忽略。

4.指定荷載步選項

唯一可用的荷載步選項，為阻尼選項。

阻尼只在用damped法提取模態時有效。若果在模態分析后要進行單點響應譜分析，則在無阻尼模態分析中可以指定阻尼，雖不影響特征值的解，但它將被用于計算每個模態的有效阻尼比，此阻尼比將用于計算譜產生的響應。

5.求解

（3）模態擴展

“擴展模態”不僅適用reduce法提取的縮減振型，也適用其他方法得到的完整振型。要在后處理中觀察振型，必須先擴展之。

具體操作如下：

1.打開expansion pass選項

solution/analysis type/expansion pass

2.指定模態擴展選項

solution/load step opts/expansionpass/single expand/expand modes

3.指定荷載步選項

4.開始擴展處理

solution/current ls

5.退出

solution

（4）觀察結果

結果包括：固有頻率，以擴展的振型，相對應力和力分布（如果需要）

/com，structural
/prep7
et,1,plane42
et,2,solid45
mp,ex,1,2.1e5
mp,prxy,1,0.3
mp,dens,1,7.8ee-9
blc4,-15,15,30,25
blc4,-10,140,20,10
k,9,-4,55
k,10,4,55
k,11,-3,140
k,12,3,140
a,4,9,11,12,10,3
lfillt,1,2,5
lfillt,1,4,5
lsel,s,line,14
lsel,a,line,17
asbl,1,all
allsel,all

adele,4,5,,1
aadd,all
numcmp,all
esize,6.7,0
lesize,11,,,1
lesize,14,,,1
amesh,all
k,,-10,,
k,,10,,
type,2
extopt,esize,18,0
extopt,aclear,1
vrotat,all,,,,,,15,16
wpro,,,90
cswpla,11,1,1,1,
nrotat,all
finish
/solu
antype,0
pstres,on
nsel,s,loc,x,15
d,all,,,,,,uy,uz,,,,
allsel,all
omega,1256.64,0,0,0
save
solve
finish
antype,2
modopt,lanb,10
mxpand,10,,,0
pstres,1
save
solve
finish
/post1
set,list
set,first
plnsol,u,sum,0,1
set,next#p#分頁標題#e#
plnsol,u,sum,0,1
finish