abaqus模态分析方法

授课：XXX （一）创建部件

1：模块：部件

2：从菜单栏中选择部件→创建，弹出创建部件对话框 名称：LIAN_FuJian

模型空间：三维

类型：可变形

形状：实体

类型：拉伸

大约尺寸：2000，为部件最大尺寸的2倍

3

：点击继续，进入草绘模式，为实体拉伸绘制截面草图。

授课：XXX 4：点击创建圆工具，绘制2个同心圆。大圆直径为1000，小圆直径为400。

5：点击创建构造：圆工具，绘制一个直径为700

的构造圆。

6：点击创建构造工具，创建2条构造线，一并添加固定约束。

授课：XXX

授课：XXX

7：点击创建圆工具，以构造圆与竖直构造线的交点为圆心，绘制一个直径为100

的圆。

8：点击环形阵列工具，点选刚才创建的圆为要阵列的实体，按下鼠标中键，弹出环形阵列对话框

个数：6

总角度：360

点击确定

阵列结果如下：

授课：XXX

9：在绘图区按下鼠标中键，弹出编辑基本拉伸对话框类型：指定深度

深度：200

点击确定，第一个部件绘制完成

授课：XXX

10：创建第二个部件-轴：ZHOU。

（二）装配

授课：XXX

1：模块：装配

2：点击创建实例工具，弹出创建实例对话框

创建实例：从部件

部件：按住Ctrl选取LIAN_FuJian与ZHOU这2个部件实例类型：非独立（网格在部件上）

点击确定，装配体

ABAQUS 线性动态分析

如果你只对结构承受载荷后的长期响应感兴趣，静力分析（static analysis）是足够的。然而，如果加载时间很短（例如在地震中）或者如果载荷在性质上是动态的（例如来自旋转机械的荷载），你就必须采用动态分析（dynamic analysis）。本章将讨论应用ABAQUS/Standard进行线性动态分析；关于应用ABAQUS/Explicit进行非线性动态分析的讨论，请参阅第9章“非线性显式动态分析”。

7.1 引言

动态模拟是将惯性力包含在动力学平衡方程中： 其中

M ?? u结构的质量。 结构的加速度。 在结构中的内力。 所施加的外力。

???I?P?0 MuI

P

在上面公式中的表述是牛顿第二运动定律（F = ma）。

??）在静态和动态分析之间最主要的区别是在平衡方程中包含了惯性力（Mu。在两

类模拟之间的另一个区别在于内力I的定义。在静态分析中，内力仅由结构的变形引起；而在动态分析中，内力包括源于运动（例如阻尼）和结构的变形的贡献。

7.1.1 固有频率和模态

最简单的动态问题是在弹簧上的质量自由振动，如图7-1所示。

7-1

图7–1 质量－弹簧系统

在弹簧中的内力给出为ku，所以它的动态运动方程

1、 用定义seam的方法来预设裂纹扩展路径，随着载荷的施加，裂纹会沿seam扩展。这种方法可以模拟裂纹尖端的奇异性（通过在ABAQUS中设置实现），能很方便的计算出应力强度因子、J积分等断裂参量。

2、 用debond命令实现裂纹开裂，为了观察开裂需要在指定的路径上定义一个集合，这种方法简单，但实际应用范围相当有限。

3、 用cohesive单元，通过设置damage initiation和evolution准则等相关参数实现裂纹问题的模拟，同时，ABAQUS提供了多种准则可供选择，后处理时通过dispaly group可以观察裂纹扩展。此功能用途较广，而且通过在ABAQUS平台上开发实现多裂纹扩展的模拟。 4、 在ABAQUS 6.9中推出的新功能XFEM（扩展有限元），利用XFEM能够很好的模拟裂纹的扩展，而无需用户提前定义扩展路径。通过设置损伤起始的判据，损伤演化规律，损伤稳定性控制等相关参数实现裂纹扩展。

5、 除此之外，对于裂纹问题，还可以通过二次开发、模型对称性、边界条件随分析步的改变等方式实现。

总之，ABAQUS处理裂纹问题的手段很多，功能也十分强大，若能获得较准确的相关材料数据，数值模拟的结果是很有参考价值的。

1、 用定义seam的方法来预设裂纹扩展路径，随着载荷的施加，裂纹会沿seam扩展。这种方法可以模拟裂纹尖端的奇异性（通过在ABAQUS中设置实现），能很方便的计算出应力强度因子、J积分等断裂参量。

2、 用debond命令实现裂纹开裂，为了观察开裂需要在指定的路径上定义一个集合，这种方法简单，但实际应用范围相当有限。

3、 用cohesive单元，通过设置damage initiation和evolution准则等相关参数实现裂纹问题的模拟，同时，ABAQUS提供了多种准则可供选择，后处理时通过dispaly group可以观察裂纹扩展。此功能用途较广，而且通过在ABAQUS平台上开发实现多裂纹扩展的模拟。 4、 在ABAQUS 6.9中推出的新功能XFEM（扩展有限元），利用XFEM能够很好的模拟裂纹的扩展，而无需用户提前定义扩展路径。通过设置损伤起始的判据，损伤演化规律，损伤稳定性控制等相关参数实现裂纹扩展。

5、 除此之外，对于裂纹问题，还可以通过二次开发、模型对称性、边界条件随分析步的改变等方式实现。

总之，ABAQUS处理裂纹问题的手段很多，功能也十分强大，若能获得较准确的相关材料数据，数值模拟的结果是很有参考价值的。

1.1 为什么要计算固有频率和模态

1） 评估结构的动力学特性。如安装在结构上的旋转设备，为避免其过大的振动，必须

看转动部件的频率是否接近结构的任何一阶固有频率。 2） 评估载荷的可能放大因子。

3） 使用固有频率和正交模态，可以指导后续动态分析（如瞬态分析、响应谱分析、瞬

态分析中时间步长?t的选取等）

4） 使用固有频率和正交模态，在结构瞬态分析时，可以用模态扩张法 5） 指导实验分析，如加速度传感器的布置位置。 6） 评估设计

1.2 模态分析理论

考虑

假设其解为

代入得到特征方程

或

其中，???

1） 对N自由度系统，有N个固有频率（?j，j=1,2,…,N）,特征频率，基本频率或共

振频率。

2） 与固有频率?j对应的特征向量称为自然模态或模态形状，模态形状对应于结构扰度图

3） 当结构振动时，在任意时刻，结构的形状为它的模态的线性组合

例子：

2

1.3 自然模态与固有频率性质

（1） 正交性

（2）?j的单位

?j单位为rad/s, 也可以表示为Hz (cycles/seconds),二者换算关系为

（3）刚体模态

图为一未约束结构，有刚体模态

如果结构完全未约束，有刚体模态存在（应力-自由模态

模态分析报告

工程信息:

名称: ABC1# 日期：2014-10-09 时间：13:26:56 拟合方法: 复模态单自由度 响应类型:加速度

几何结构和节点设置

图(1) 模态几何结构和节点分布图

模态频率和阻尼

表1: 模态频率和阻尼 阶数 频率(Hz) 阻尼(%) 1 2 3 4 5

39.236, 2.269 158.098, 2.289 364.341, 2.005 613.177, 0.585 953.209, 0.611 留数

第1阶：

表2: RESIDUES

Coinv DASP Report

1

测点号 留数大小 留数相位(°) 1 2.679115e-003 -12.5911 2 6.019792e-003 -11.9276 3 7.388710e-003 -4.9563 4 9.312384e-003 -3.6906 5 9.963131e-003 -3.4233 6 1.027678e-002 -11.6911 7 1.100638e-002 -18.4908 8 8.556868e-003 -9.5407 9 6.907653e-003 -

ANSYS动力学分析指南(连载一)

发表时间：2007-7-25 作者: 安世亚太 关键字: ANSYS 动力学分析 安世亚太 模态分析

第一章模态分析

§1.1模态分析的定义 及其应用

模态分析用于确定设计结构或机器部件的振动特性（固有频率和振型），即结构的固有频率和振型，它们是 承受动态载荷结构设计中的重要参数。同时，也可以作为其它动力学分析问题的起点，例如瞬态动力学分析、 谐响应分析和谱分析，其中模态分析也是进行谱分析或模态叠加法谐响应分析或瞬态动力学分析所必需的前期分析 过程。

ANSYS的模态分析可以对有预应力的结构进行模态分析和循环对称结构模态分析。前者有旋转的涡轮叶片等的 模态分析，后者则允许在建立一部分循环对称结构的模型来完成对整个结构的模态分析。

ANSYS产品家族中的模态分析是一个线性分析。任何非线性特性，如塑性和接触（间隙）单元，即使定 义了也将被忽略。ANSYS提供了七种模态提取方法，它们分别是子空间法、分块Lanczos法、PowerDynamics法、 缩减法、非对称法、阻尼法和QR阻尼法。阻尼法和 QR阻尼法允许在结构中存在阻尼。后面将详细介绍模态提取方法。

§1.2模态分析中用到的命令

模态

以CKT5逻辑为基础,对其进行了多方面重要的扩展;在原有对称密钥机制的基础上,增加了公开密钥机制和Vernam加密机制以增强其描述协议的能力;打破完善加密假设,给出了一组定义和规则使主体具备猜测和验证口令的能力;给出了与在线猜测攻击相关的定理以反映在线猜测攻击的特点;通过相关引理和定理的证明,简化了猜测攻击的分析过程,使该文方法比现有方法更加简洁高效.扩展后的逻辑能够

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第3 O卷

第 6期

计

算

机

学

报

V0 .3 No 1 O .6

20年 6 07月

CH I NES OU RNA L OF COM PUTERS EJ

Jn 0 7 u e2 0

分析安全协议猜测攻击的模态逻辑方法毛晨晓罗文坚王煦法 (国科学技术大学计算机科学与技术系合肥 2 0 2 )中 3 0 7

摘

要以 C KT5逻辑为基础，其进行了多方面重要的扩展；原有对称密钥机制的基础上，加了公开密钥机对在增

制和 Ven m加密机制以增强其描述协议的能力； ra打破完善加密假设，出了一组定义和规则使主体具备猜测和验给证口令的能力 I出了与在线猜测攻击相关的定理以反映在线猜测攻击的特点；过相关引理和定理的证明，化给通简

了猜测攻击的分析过程

裂纹扩展分析体验

热分析中的热物性参数：材料密度，热导率，比热容，电阻率，弹性模量，融化潜热的焓、泊松比、散热系数。

在ABAQUS模型中，需用3D的deformable、shell、exctrusion方式建立一个初始裂纹，长短适宜，初始裂纹要从开始起裂的点设置。 由于计算方法目前还不稳定，参数要适当调整。

设置网格划分参数的时候，应该对称设置，否则网格不对称。

断裂应力的大小要和断裂能量的设置相应，能量太大、太小导致不易收敛，

断裂区域的网格要规则，各个方向尺寸要差不多，整个厚度方向单元数量一致，且越少越好，即使裂纹起始点两侧单元未参与裂纹，也要尽可能均匀规则，裂纹扩展的区域不能被PARTION开，应该是一体的。

冲击动载荷时，载荷步时间应尽可能小，maxps damage应力应大于ductile damage应力。 初始裂纹不能在单元界限扩展，否则导致不收敛。

裂纹可在两种弹性金属界面上。适用于弹性材料、两种弹性材料界面裂纹和幂硬化材料。 我建立的弹塑性材料模型不容易收敛，把塑性去掉后反而容易收敛。

建立ductile manage模型时，需要材料的塑性行为，但必须同时有traction manage模型，否则就提示某些单元的fract

§1.1模态分析的定义 及其应用

模态分析用于确定设计结构或机器部件的振动特性（固有频率和振型），即结构的固有频率和振型，它们是 承受动态载荷结构设计中的重要参数。同时，也可以作为其它动力学分析问题的起点，例如瞬态动力学分析、 谐响应分析和谱分析，其中模态分析也是进行谱分析或模态叠加法谐响应分析或瞬态动力学分析所必需的前期分析 过程。

ANSYS的模态分析可以对有预应力的结构进行模态分析和循环对称结构模态分析。前者有旋转的涡轮叶片等的 模态分析，后者则允许在建立一部分循环对称结构的模型来完成对整个结构的模态分析。

ANSYS产品家族中的模态分析是一个线性分析。任何非线性特性，如塑性和接触（间隙）单元，即使定义了也将被忽略。ANSYS提供了七种模态提取方法，它们分别是子空间法、分块Lanczos法、PowerDynamics法、 缩减法、非对称法、阻尼法和QR阻尼法。阻尼法和 QR阻尼法允许在结构中存在阻尼。后面将详细介绍模态提取方法。

§1.2模态分析中用到的命令

模态分析使用所有其它分析类型相同的命令来建模和进行分析。同样，无论进行何种类型的分析，均可从用户图形 界面（GUI）上选择等效于命令的菜单选项来建模和求解问题。

后面的“模态分析