ANSYS中的模态分析与谐响应分析
作者：未知 时间：2010-4-15 8:59:49 模态分析是分析结构的动力特性，与结构受什么样的荷载没有关系，只要给定了质量、弹性模量、泊松比等材料参数，并施加了边界约束就可以得到此状态下的各阶自振频率和振型（也称为模态）。
谐响应分析是分析结构在不同频率的简谐荷载作用下的动力响应，是与结构所受荷载相关的，只是结构所受荷载的都是简谐荷载，而且荷载频率的变化范围在谐响应分析时要给出来。
比如，在ANSYS谐响应分析中要给出这样的语句
FK,3,FX,7071,7071 ！指定点荷载的实部和虚部（或者幅值和相位角）
HARFRQ,0,2.5, ！指定荷载频率的变化范围，也就是说只分析结构所受频率从0到2.5HZ之间的荷载
NSUBST,100, ！指定频率从0到2.5之间分100步进行计算
这样，结构所受的这个点荷载的表达式实际上是
F=(7071+i*7071)*exp(i*omiga*t) !式中omiga从0到2.5*2*3.1415926变化
分析得到结果是各点物理量随频率变化的，但物理量的值一般为复数，包括实部的虚部，这可以从后处理LIST结点值看出来。
个人认为进行谐响应分析并不一定要先进行模态分析（也叫振型分析、振型分解等），而直接进行谐响应分析后查看结构的物理量随频率变化曲线时也会看到在结构的自振频率处响应会放大（共振）。如果已经进行过模态分析的话，会发现谐响应分析时的共振频率和模态分析提到的自振频率是一致的。但有些时候模态分析中得到的有些频率在谐响应分析的频响曲线里可能很不明显。因此，只能说在谐响应分析前进行一下模态分析可以对结构的自振特性有个了解，以便验证谐响应分析结果是否合理。
另外，谐响应分析应该是频域分析方法的一个部分。对于相地震那样的时间过程线，直接进行时域分析（ANSYS里用暂态分析）可得到结构随时间的响应。而如果进行频域分析，就应该通过傅立叶变换把时域地震曲线变为由多个简谐荷载的叠加，然后再以此简谐荷载做为谐响应分析时的荷载进行谐响应分析，最后再对谐响应分析得到的结果进行傅立叶逆变换得到时域的结果。不知道这种理解是否正确，我也没有用ANSYS这样做过。如果正确的话，时域分析和频域分析的结果应该是一致的。
ANSYS中的模态分析与谐响应分析
模态分析是分析结构的动力特性，与结构受什么样的荷载没有关系，只要给定了质量、弹性模
量、泊松比等材料参数，并施加了边界约束就可以得到此状态下的各阶自振频率和振型（也称为
模态）。
谐响应分析是分析结构在不同频率的简谐荷载作用下的动力响应，是与结构所受荷载相关的，只
是结构所受荷载的都是简谐荷载，而且荷载频率的变化范围在谐响应分析时要给出来。
比如，在ANSYS谐响应分析中要给出这样的语句 FK,3,FX,7071,7071 ！指定点荷载的实部和虚部（或者幅值和相位角）
HARFRQ,0,2.5, ！指定荷载频率的变化范围，也就是说只分析结构所受频率从0到
2.5HZ之间的荷载
NSUBST,100, ！指定频率从0到2.5之间分100步进行计算
这样，结构所受的这个点荷载的表达式实际上是
F=(7071+i*7071)*exp(i*omiga*t) !式中omiga从0到2.5*2*3.1415926变化
分析得到结果是各点物理量随频率变化的，但物理量的值一般为复数，包括实部的虚部，这可以
从后处理LIST结点值看出来。
个 人认为进行谐响应分析并不一定要先进行模态分析（也叫振型分析、振型分解等），而直接进
行谐响应分析后查看结构的物理量随频率变化曲线时也会看到在结构的 自振频率处响应会放大
（共振）。如果已经进行过模态分析的话，会发现谐响应分析时的共振频率和模态分析提到的自
振频率是一致的。但有些时候模态分析中得到 的有些频率在谐响应分析的频响曲线里可能很不
明显。因此，只能说在谐响应分析前进行一下模态分析可以对结构的自振特性有个了解，以便验
证谐响应分析结果是 否合理。
另外，谐响应分析应该是频域分析方法的一个部分。对于相地震那样的时间过程线，直接进行时
域分析（ANSYS里用暂态分析）可得 到结构随时间的响应。而如果进行频域分析，就应该通过
傅立叶变换把时域地震曲线变为由多个简谐荷载的叠加，然后再以此简谐荷载做为谐响应分析时
ANSYS谐响应分析
ANSYS谐响应分析是一种常见的工程分析方法，适用于对结构、机械和电子系统的动态响应进行预测和优化。在这种分析中，系统的响应将被建模为正弦或余弦函数的和，称为谐波。通过分析系统在不同频率下的响应，可以确定系统的固有频率、振动模态和动态性能。
1.准备模型：首先，需要准备模型并进行几何建模。这包括选择材料属性、定义边界条件和加载条件。在谐响应分析中，通常使用静力加载来模拟系统振动的激励。
2.确定固有频率：在进行谐响应分析之前，需要确定系统的固有频率。这可以通过进行模态分析来完成。模态分析是一种分析方法，用于确定系统的固有频率和振型。通过查看模态分析的结果，可以确定系统的响应频率范围。
3.设置谐振状态：在进行谐响应分析之前，需要明确要分析的振动频率范围。这可以通过选择分析频率范围并设置振动荷载的频率来完成。在ANSYS中，可以选择一个或多个分析频率，并设置载荷的相位和振幅。
4. 进行求解：在所有输入条件都设置好之后，可以开始运行谐响应分析。在ANSYS中，可以使用ANSYS Mechanical或ANSYS Workbench等模块来进行求解。系统的振动响应将在选择的频率范围内进行计算和分析。
5.结果分析：完成求解后，可以查看并分析计算结果。ANSYS提供了丰富的后处理工具，用于可视化和分析分析结果。可以查看系统的位移、速度、加速度和应力等响应结果，并通过其他参数来优化系统的设计。
谐响应分析在工程设计中具有重要的应用价值。通过分析和优化系统的谐响应性能，可以改善结构的稳定性和可靠性。例如，在建筑结构设计中，可以通过谐响应分析来确定楼层的固有频率和响应模态，从而减少振动和噪声的问题。在机械系统设计中，可以通过谐响应分析来确定机械部件的振动模态，从而优化机械系统的可靠性和工作效率。
总之，ANSYS谐响应分析是一种重要的工程分析方法，可以用来预测和优化结构、机械和电子系统的动态响应。谐响应分析可以通过ANSYS软件进行，通过明确振动频率范围和谐振状态，进行求解和结果分析，可以得到系统在不同频率下的振动响应和优化方案。谐响应分析在工程设计中具有广泛的应用，并可以帮助工程师改善系统的性能和可靠性。
实用标准文案
谐响应分析步骤
full（完全法）允许定义各种类型的荷载；预应力选项不可用；
reduced（缩减法）可以考虑预应力；只能施加单元荷载（压力，温度等）
mode superpos'n(模态叠加法)通过对模态分析的道德振型（特征向量）乘以因子并求和来计算出结果的响应，可以包含预应力，可以考虑振型阻尼，不能施加非零位移
1 Full法步骤
第1步： 载入模型 Plot>Volumes
第2步：指定分析标题并设置分析范畴
1 设置标题等Utility Menu>File>Change Title
Utility Menu>File> Change Jobname
Utility Menu>File>Change Directory
2 选取菜单途径 Main Menu>Preference ,单击 Structure,单击
OK
第3步：定义单元类型
Main Menu>Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete,出现Element Types对话框, 单击Add出现Library of Element
Types 对话框,选择Structural Solid,再右滚动栏选择Brick 20node
95,然后单击OK，单击Element Types对话框中的Close按钮就完成这项设置了。
精彩文档．
实用标准文案
第4步：指定材料性能
选取菜单途径Main Menu>Preprocessor>Material
Props>Material Models。出现Define Material Model Behavior对话框,在右侧Structural>Linear>Elastic>Isotropic,指定材料的弹性模量和泊松系数，Structural>Density指定材料的密度，完成后退出即可。
