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ANSYS模态分析教程及实例讲解ANSYS是一款常用的有限元分析软件，可以用于执行结构分析、热分析、流体分析等多种工程分析。
模态分析是其中的一项重要功能，用于计算和分析结构的固有振动特性，包括固有频率、振型和振动模态，可以帮助工程师了解和优化结构的动态响应。
以下是一份ANSYS模态分析教程及实例讲解，包含了基本步骤和常用命令，帮助读者快速上手模态分析。
1.创建模型：首先需要创建模型，在ANSYS界面中构建出待分析的结构模型，包括几何形状、材料属性和边界条件等。
可以使用ANSYS的建模工具，也可以导入外部CAD模型。
2.网格划分：在模型创建完毕后，需要进行网格划分，将结构划分为小的单元，使用ANSYS的网格划分功能生成有限元网格。
网格划分的细腻程度会影响分析结果的准确性和计算时间，需要根据分析需要进行合理选择。
3.设置材料属性：在模型和网格创建完毕后，需要设置材料属性，包括弹性模量、密度和材料类型等。
可以通过ANSYS的材料库选择已有的材料属性，也可以自定义材料属性。
4.定义边界条件：在模型、网格和材料属性设置完毕后，需要定义结构的边界条件，包括约束和加载条件。
约束条件是指结构受限的自由度，例如固定支撑或限制位移；加载条件是指施加到结构上的载荷，例如重力或外部力。
5.运行模态分析：完成前面几个步骤后，就可以执行模态分析了。
在ANSYS中，可以使用MODAL命令来进行模态分析。
MODAL命令需要指定求解器和控制选项，例如求解的模态数量、频率范围和收敛准则等。
6.分析结果：模态分析完成后，ANSYS会输出结构的振动特性，包括固有频率、振型和振动模态。
可以使用POST命令查看和分析分析结果，例如绘制振动模态或振动模态的频率响应。
下面是一个实际的案例，将使用ANSYS执行模态分析并分析分析结果。
案例：矩形板的模态分析1.创建模型：在ANSYS界面中创建一个矩形板结构模型，包括矩形板的几何形状和材料属性等。
ANSYS第3章⽹格划分技术及技巧（完全版）ANSYS ⼊门教程 (5) - ⽹格划分技术及技巧之⽹格划分技术及技巧、⽹格划分控制及⽹格划分⾼级技术第 3 章⽹格划分技术及技巧3.1 定义单元属性单元类型 / 实常数 / 材料属性 / 梁截⾯ / 设置⼏何模型的单元属性3.2 ⽹格划分控制单元形状控制及⽹格类型选择 / 单元尺⼨控制 / 部⽹格划分控制 / 划分⽹格3.3 ⽹格划分⾼级技术⾯映射⽹格划分 / 体映射⽹格划分 / 扫掠⽣成体⽹格 / 单元有效性检查 / ⽹格修改3.4 ⽹格划分实例基本模型的⽹格划分 / 复杂⾯模型的⽹格划分 / 复杂体模型的⽹格划分创建⼏何模型后，必须⽣成有限元模型才能分析计算，⽣成有限元模型的⽅法就是对⼏何模型进⾏⽹格划分，⽹格划分主要过程包括三个步骤：⑴定义单元属性单元属性包括：单元类型、实常数、材料特性、单元坐标系和截⾯号等。
⑵定义⽹格控制选项★对⼏何图素边界划分⽹格的⼤⼩和数⽬进⾏设置；★没有固定的⽹格密度可供参考；★可通过评估结果来评价⽹格的密度是否合理。
⑶⽣成⽹格★执⾏⽹格划分，⽣成有限元模型；★可清除已经⽣成的⽹格并重新划分；★局部进⾏细化。
3.1 定义单元属性⼀、定义单元类型1. 定义单元类型命令：ET, ITYPE, Ename, KOP1, KOP2, KOP3, KOP4, KOP5, KOP6, INOPR ITYPE - ⽤户定义的单元类型的参考号。
Ename - ANSYS 单元库中给定的单元名或编号，它由⼀个类别前缀和惟⼀的编号组成，类别前缀可以省略，⽽仅使⽤单元编号。
KOP1~KOP6 - 单元描述选项，此值在单元库中有明确的定义，可参考单元⼿册。
也可通过命令KEYOPT进⾏设置。
INOPR - 如果此值为 1 则不输出该类单元的所有结果。
例如：et,1,link8 ! 定义 LINK8 单元，其参考号为 1；也可⽤ ET,1,8定义et,3,beam4 ! 定义 BEAM4 单元，其参考号为 3；也可⽤ ET,3,4 定义2. 单元类型的 KEYOPT命令：KEYOPT, ITYPE, KNUM, VALUEITYPE - 由ET命令定义的单元类型参考号。
第3章Workbench网格划分3.1 网格划分平台ANSYS Workbench中提供ANSYS Meshing应用程序（网格划分平台）的目标是提供通用的网格划分格局。
网格划分工具可以在任何分析类型中使用。
●FEA仿真：包括结构动力学分析、显示动力学分析（AUTODYN、ANSYS LS/DYNA）、电磁场分析等。
●CFD分析：包括ANSYS CFX、ANSYS FLUENT等。
3.1.1 网格划分特点在ANSYS Workbench中进行网格划分，具有以下特点：●ANSYS网格划分的应用程序采用的是Divide & Conquer（分解克服）方法。
●几何体的各部件可以使用不同的网格划分方法，亦即不同部件的体网格可以不匹配或不一致。
●所有网格数据需要写入共同的中心数据库。
●3D和2D几何拥有各种不同的网格划分方法。
ANSYS Workbench 15.0从入门到精通ANSYS Workbench中提供的网格划分法可以在几何体的不同部位运用不同的方法。
1．对于三维几何体对于三维几何体（3D）有如图3-1所示的几种不同的网格划分方法。
图3-1 3D几何体的网格划分法（1）自动划分法（Automatic）自动设置四面体或扫掠网格划分，如果体是可扫掠的，则体将被扫掠划分网格，否则将使用Tetrahedrons下的Patch Conforming网格划分器划分网格。
同一部件的体具有一致的网格单元。
（2）四面体划分法（Tetrahedrons）四面体划分法包括Patch Conforming划分法（Workbench自带功能）及Patch Independent划分法（依靠ICEM CFD Tetra Algorithm软件包实现）。
四面体划分法的参数设置如图3-2所示。
图3-2 四面体划分法的参数设置Patch Independent网格划分时可能会忽略面及其边界，若在面上施加了边界条件，便不能忽略。
ANSYS的基本使用方法1.启动ANSYS：以管理员权限打开ANSYS软件。
在启动界面选择工作目录，创建或加载一个现有的工作区。
2.几何建模：在ANSYS中，可以使用几何工具直接创建几何模型，也可以导入外部CAD文件。
几何模型的创建可以通过绘制几何实体、创建参数化模型等方式进行。
3.材料属性定义：在ANSYS中，应定义材料的物理性质。
这些属性可以是材料的弹性模量、泊松比、密度等。
4.网格划分：ANSYS对几何模型进行网格划分，将其离散为有限元网格。
网格的划分应根据模型的几何特性和分析要求进行选择。
5.载荷和边界条件定义：在ANSYS中，应定义作用在模型上的载荷和边界条件。
载荷可以是力、热、压力、电场等；边界条件可以是约束、固支条件等。
6.求解器选择：根据要求选择合适的求解器，并进行设置。
ANSYS提供多种求解器，如静力学求解器、动力学求解器、流体力学求解器等。
7.求解器设置：设置求解器的参数，如收敛准则、时间步长等。
根据需要，可以进行自适应网格划分、计算过程监控等。
8.模型求解：运行求解器，对模型进行求解。
求解过程中，ANSYS将根据所设置的参数和条件，在每个时间步计算模型的响应。
9.结果后处理：求解完成后，可以对结果进行后处理和分析。
ANSYS 提供了丰富的后处理工具，可以绘制应力、位移、温度等分布图；进行模态分析、瞬态分析、热分析等。
10.结果评估及优化：根据后处理结果，对模型的性能进行评估，如强度、刚度、稳定性等。
根据需要，可以进行优化分析，改进设计。
11.报告和分享：根据模型的分析结果，生成报告和图表，将模型的设计和分析结果分享给相关人员。
除了上述基本使用方法，还有一些高级功能可以扩展ANSYS的应用，如多物理场耦合分析、参数化设计、优化算法等。
1.模型的建立要尽量符合实际情况，准确描述实际问题。
2.确定求解器和求解参数时，应根据问题的特点和分析要求进行选择。
3.网格划分需要合理选择网格类型和密度，避免网格过于粗糙或过于细密。
ANSYS的基本步骤讲解1.创建几何模型：ANSYS提供了多种几何建模工具，可以通过绘制、导入或其他方式创建几何模型。
几何模型是仿真分析的基础，它必须准确地表示所研究的物体的形状和尺寸。
2.网格划分：在几何模型上进行网格划分是进行模拟和分析的关键步骤。
ANSYS提供了强大的网格生成工具，可以将几何模型划分成小网格单元，以便进行数值计算。
网格的划分质量直接影响仿真结果的准确性和计算速度。
3.定义物理属性和材料属性：在进行仿真分析之前，需要定义模型中各个部分的物理属性和材料属性。
物理属性可以包括温度、流体速度、载荷等信息，而材料属性可以包括材料的弹性模量、热传导系数等。
ANSYS提供了丰富的材料模型和物理属性设置选项。
4.定义约束条件：在仿真过程中，需要对模型施加适当的约束条件，以保持模型的真实性和可靠性。
例如，可以固定一些点或边界，或者施加一定的力或温度条件。
设定约束条件时需要考虑实际问题的边界条件。
5.定义分析类型：根据仿真分析的目的，可以选择不同的分析类型。
ANSYS提供了多种分析类型，比如静态结构分析、动态分析、热传导分析、流体力学分析等。
选择适当的分析类型对于准确地模拟和预测所研究物体的行为非常重要。
6.设定求解器和求解参数：使用适当的求解器和求解参数可以提高仿真计算的效率和准确性。
ANSYS拥有多个求解器，可根据问题的特点选择最合适的求解器。
求解参数包括收敛准则、迭代次数、收敛精度等。
7.进行仿真计算：在完成以上各项设置后，可以开始进行仿真计算。
ANSYS会根据所设定的条件和参数，对模型进行数值计算，并生成结果。
这个过程可能需要一定的时间，特别是对于复杂的模型和大规模的网格。
8.分析和解释结果：得到仿真计算结果后，需要对结果进行分析和解释。
ANSYS提供了强大的后处理工具，可以对仿真结果进行可视化分析、数据剖析、曲线绘制等。
通过分析结果，可以了解模型的物理行为，并为工程设计提供参考。
9.优化和改进设计：在分析结果的基础上，可以优化和改进设计。
ANSYS的建模方法和网格划分
ANSYS的建模方法和网格划分
ANSYS是一种广泛应用于工程领域的数值分析软件，它的
建模方法和网格划分是进行仿真分析的关键步骤。
本文将介绍ANSYS的建模方法和网格划分的基本原理和常用技术。
一、建模方法
1.1 几何建模
在ANSYS中，几何建模是将实际物体转化为计算机能够识别和处理的几何形状，是进行仿真分析的基础。
几何建模可以通过直接绘制几何形状、导入CAD模型或利用几何操作进行创建。
直接绘制几何形状是最简单的建模方法，可以通过ANSYS
的几何绘制工具直接绘制点、线、面、体等几何形状。
这种方法适用于几何形状较简单的情况。
导入CAD模型是将已有的CAD文件导入到ANSYS中进行分析。
导入的CAD文件可以是各种格式，如IGES、STEP、SAT等。
通过导入CAD模型，可以方便地利用已有的CAD设计进行分析。
几何操作是通过几何操作工具进行模型的创建和修改。
几何操作工具包括旋转、缩放、挤压、倒角等操作。
利用几何操作可以对模型进行非常灵活的设计和修改。
1.2 材料属性定义
在进行仿真分析前，需要定义材料的物理性质和力学性能。
在ANSYS中，可以通过在建模环境中定义材料属性的方法进行。
定义材料属性包括确定材料的密度、弹性模量、泊松比、热膨胀系数等物理性质。
这些属性对于仿真分析的准确性和可靠性起到重要作用。
定义材料的力学性能包括确定材料的材料模型和本构关系，
如线弹性、非线弹性、塑性、强化塑性等。
这些性能可以根据实际需要进行选择和确定。
1.3 界面条件设置
界面条件设置是定义与外部环境或其他系统之间的边界条件和加载条件。
在ANSYS中，可以通过多种方式进行界面条件设置。
界面条件设置包括确定材料与外界的热传导、流体传输、气固反应、接触等边界条件。
这些条件对于模拟实际工程问题的边界反应至关重要。
加载条件设置包括定义外加力、固定边界、压力加载、温度加载等力学和热力加载条件。
通过加载条件设置，可以模拟实际工程中的载荷和边界约束。
二、网格划分
网格划分是ANSYS进行仿真分析的关键步骤。
合适的网格划分可以保证仿真结果的准确性和稳定性。
2.1 网格类型
在ANSYS中，常见的网格类型包括结构化网格和非结构化网格。
结构化网格是由规则的几何元素组合而成，如四边形或六面体。
结构化网格具有规则、对称、精确和易处理等优点，适用于规则几何形状和简单流动情况。
非结构化网格是由任意形状的几何元素组合而成，如三角形或四面体。
非结构化网格具有适应性强、适用范围广的特点，适用于复杂几何形状和复杂流动情况。
2.2 网格质量
网格质量是指网格划分的准确性和稳定性。
良好的网格质量可以有效提高仿真结果的准确度和可靠性。
网格质量的评价指标包括网格密度、网格形状、网格大小和网格扭曲程度等。
优化网格质量可以通过改变网格划分的方
法、调整网格大小和形状，以及移动网格节点等方法来实现。
2.3 网格生成工具
ANSYS提供了多种网格生成工具，如ANSYS Meshing、ICEM CFD等。
这些工具可以自动生成结构化或非结构化网格，并提
供丰富的网格编辑和优化功能。
除了ANSYS内置的网格生成工具，还可以利用第三方的网格生成软件进行网格划分。
这些软件可以根据具体需求和几何形状生成合适的网格。
综上所述，ANSYS的建模方法包括几何建模、材料属性定
义和界面条件设置等，网格划分包括网格类型、网格质量和网格生成工具等。
通过合理应用建模方法和网格划分技术，可以得到准确、可靠的仿真分析结果，为工程问题的解决提供有力支持
综合来看，ANSYS的建模方法和网格划分技术对于准确、
可靠的仿真分析结果至关重要。
准确的几何建模、合适的材料属性定义和界面条件设置能够确保仿真模型的真实性和可靠性。
而良好的网格质量和合适的网格类型选择可以提高仿真结果的准确度和稳定性。
此外，ANSYS提供的网格生成工具以及第三
方的网格生成软件都为用户提供了方便快捷的网格划分工具。
综上所述，合理应用建模方法和网格划分技术能够为工程问题的解决提供有力支持。
