Hypermesh与Nastran模态分析详细教程.doc

Hypermesh&Nastran模态分析教程
摘要：
本文将采用一个简单外伸梁的例子来讲述Hypemesh与Nastran联合仿真进行模态分析的全过程。

教程内容:
打开”Hypermesh14.0”进入操作界面，在弹出的对话框上勾选‘nastran’模块，点‘ok’，如图1.1所示。

图1.1-hypermesh主界面

梁结构网格模型的创建
在主界面左侧模型树空白处右击选择‘Creat’–‘Component’,重命名为‘BEAM’，然后创建尺寸为100*10*5mm3的梁结构网格模型。（一开始选择了Nastran后，单位制默认为N,ton,MPa,mm.）。本例子网格尺寸大小为2.5*2.5*2.5mm3，如图2.1所示：

图2.1-梁结构网格模型

定义网格模型材料属性
在主界面左侧模型树空白处右击选择‘Creat’–‘Material’，如图3.1所示：

图3.1-材料创建

在模型树内Material下将出现新建的材料‘Material1’，将其重命名为’BEAM’。点击‘BEAM’,将会出现材料参数设置对话框。本例子采用铁作为梁结构材料，对于模态分析，我们只需要设定材料弹性模量，泊松比，密度即可。故在参数设置对话框内填入一下数据：
弹性模量E泊松比NU密度RHO206800MPa0.37.85e-9ton/m3完整的材料参数设置如图3.2所示：

图3.2-Material材料参数设置

同理，按同样方式在主界面左侧模型树空白处右击选择‘Creat’–‘Property’，模型树上Property下将出现新建的‘Property1’，同样将其重命名为‘BEAM’，点击Property下的‘BEAM’出现如图所示属性参数设置对话框。由于本例子使用的单元为三维体单元，因此点击对话框的‘cardimage’选择‘PSOLID’，点击对话框内的Material选项，选择上一步我们设置好的材料‘BEAM’，完整的设置如图3.3所示：

图3.3-Property属性设置

最后，点击之前创建的在Component下的‘BEAM’模型，将出现以下对话框（图3.4），把Property和Material都选上对应的‘BEAM’，完成网格模型材料属性的定义。

图3.4-定义材料属性
建立边界条件（SPC约束）
本例子分析外伸梁模态，故把梁一端固定，通过点击主界面下面‘Analysis’，按钮，然后点击‘Analysis’上的‘Constraints’（如图4.1所示）

图4.1-Analysis界面

之后会出现如图4.2的对话框，点击对话框上的‘loadtype=’选择‘SPC’,把dof1~dof6所有选择打上勾，表示约束节点6个自由度，点击对话框上‘nodes’，然后从模型上选择梁结构的一端，然后再点击‘creat’,模型上出现三角形符号表示完成约束的定义（如图4.3），且在模型树上将会出现新建的‘LoadCollector’，在‘LoadCollector’下有一个名为auto1的载荷，该载荷里面包含的就是刚刚创建的SPC，把auto1重命名为‘SPC’。

图4.2-SPC对话框

图4.3-约束定义

模态分析工况设置
同样在主界面左侧模型树空白处右击选择‘Creat’–‘LoadCollector’，模型树‘LoadCollector’下将出现新建的‘loadcol1’,重命名为‘EIGRL’,右键EIGRL选择‘makecurrent’,表示将该层设为当前层，下面新建的工况都会被放入到该层里面。
点击上一步建立的‘EIGRL’,在图示5.1中的CardImage选择EIGRL，对话框内V1表示需要求解的起始频率值，V2表示需要求解频率的最大值,ND为求解阶数。V1,V2与ND为两种不同的定义方法。本例子求解模型前10阶模态，在ND项输入10，如下所示：

图5.1-EIGRL参数设置

载荷步设置
在模型树空白处右键‘Creat’-‘LoadStep’,重命名为‘MODES’,点击‘MODES’,在对话框里的Analysistype里选择‘Normalmodes’,SPC选择上面建立的边界约束‘SPC’，METHOD(STRUCTURE)选择上面建立的模态分析工况‘EIGRL’.完整设置如图6.1所示：

图6.1-载荷步设置

控制卡设置
点击图4.1上的‘ControlCard’,出现图7.1所示界面：

图7.1-ControlCard界面

点击图7.1中的SOL，在对话框上‘Analysis’上选择‘NormalModes’,表示求解方法为正则模态求解方法，如图7.2所示，然后return返回；

图7.2-SOL

点击图7.1中PARAM，进入界面选择勾选AUTOSPC,COUP