悬臂梁的模态分析.docx

悬臂梁的模态分析
如图所示为一根长度为L的等截面直杆，一端固定，一端自由。己知杆材料的弹性模量，密度，杆长.对悬臂梁进行模态分析。

分析步骤
1定义单元类型
拾取菜单MainM--Preprocessor-ElementType-Add/Edit/Delete,弹出对话框，单击Add按钮:弹出对话框，在左侧列表中选择StructuralSolid，在右侧列表中选择Brick20node186,单击OK按钮:单击对话框的Close按钮。
2定义材料性能参数
拾取菜单MainMenu-Preprocessor--MaterialProps-MaterialModels.弹出对话框，在右侧列表中依次双击Structural-Linear–Elastic-Isotropic，弹出对话框，在EX文本框中输入2.2e11(弹性模量).在PRXY文本框中输入0.3(泊松比).单击"OK"按钮:再双击右侧列表中Structural下Density,弹出对话框，在DENS文本框中输入7800(密度)，单击OK按钮。然后对话框。
3创建有限元模型、划分网格
拾取菜单MainMenu-Preprocessor–Modeling-Create-Volumes-Block–ByDimension。弹出对话框，在X1,X2文本框中输入0,0.01，在Y1,Y2文本框中输入0，0.01，在Z1,Z2文本框中输入0，0.15,单击OK按钮。
拾取菜单MainMenu-Preprocessor-Meshing-MeshTool。弹出对话框，单击SizeControls，区域中Lines后Set，按钮，弹出拾取窗口，任意拾取块x轴和y轴方向的边各一条(短边)，单击OK按钮，弹出对话框,在NDIV文本框中输入5，单击Apply按钮:再次弹出拾取窗口，拾取块z轴方向的边(长边)，单击OK按钮。在NDIV文木框中输入20,单击"OK"按钮。
在Mesh区域，选择单元形状为Hex(六面体)，选择划分单元的方法为Mapped（映射）单击Mesh按钮，弹出拾取窗口，单击OK按钮。

图1单元划分
4施加约束
拾取菜单MainMenu-Solution-DefineLoads-Apply-Structural-Displacement-OnAreas弹出拾取窗口，拾取z=0的平面，单击OK按钮.弹出对话框，在列表中选择UZ,单击Apply按钮;再次弹出拾取窗口，拾取y=0的平面，单击OK按钮，弹出对话框，在列表中选择UY，单击Apply按钮再次弹出拾取窗口，拾取x=0的平面，单击OK按钮，弹出对话框，在列表中选择UX，单击OK按钮。
5指定分析类型
拾取菜单MainMenu-Solution-AnalysisType-NewAnalysis。弹出对话框，选择TypeofAnalysis为Modal,单击OK按钮。
6指定分析选项
拾取菜单MainMenu-Solution-AnalysisType-AnalysisOptions。弹出对话框，在No.ofmodestoextract文本框中输入5，单击OK按钮:弹出BlockLanczosMethod,单击OK按钮。
7指定要扩展的模态数
拾取菜单MainMenu-Solution-LoadStepOpts-Expansionpass-SingleExpand-Expandmodes。弹出对话框，在NMODE文本框中输入5，单击OK按钮。
8求解
拾取菜单MainMenu-Solution-Solve-CurrentLS。单击SolveCurrentLoadStep对话框的OK按钮。出现Solutionisdone!提示时，求解结束，即可查看结果了。
9列表固有频率
拾取菜单MainMe-GeneralPostproc-ResultsSummary。弹出窗口，列表中显示了模型的前5阶频率。

图2求解结果
10从结果文件读结果
拾取菜单MainMenu-GeneralPostproc-ReadResults-FirstSet.
11观察模型的一阶模态
拾取菜单MainMenu-GeneralPostproc-ReadResults-FirstSet。然后单击PlotResults-Deformedshape弹出PlotDeformedShape对话框,选择Def+undeformed,单击OK按钮。
12观察其余各阶模态
拾取菜单MainMenu-GeneralPostproc-ReadResults-NextSet.依次将其余各阶模态的结果读入，然后重复步骤11。

图3一阶模态振型结果

图4二阶模态振型结果

图5三阶模态振型结果

图6四阶模态振型结

图7五阶模态振型结果