ansys模态分析步骤

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

ansys经典界面模态计算步骤

在ANSYS经典界面中进行模态计算时，一般需要按照以下步骤进行操作：

1. 准备几何模型，首先需要导入或创建要进行模态分析的几何模型。可以使用ANSYS中的几何建模工具创建模型，也可以导入其他CAD软件中创建的几何模型。

2. 定义材料属性，在进行模态分析之前，需要为几何模型定义材料属性，包括材料的密度、弹性模量、泊松比等。这些材料属性对于模态分析结果具有重要影响。

3. 设置边界条件，在模态分析中，需要为几何模型设置合适的边界条件，以模拟实际工况。这包括约束条件和加载条件，确保模型在分析过程中受到合适的约束和加载。

4. 网格划分，对几何模型进行网格划分，将其离散为有限元网格。网格划分的精细程度会影响分析结果的准确性和计算时间。

5. 设置模态分析类型，在ANSYS中，选择模态分析类型，包括

自由振动分析和弦振动分析等。根据实际情况选择合适的分析类型。

6. 求解和后处理，完成模态分析设置后，进行求解并进行后处理。在求解过程中，ANSYS会计算结构的固有频率和模态形态，后

处理则包括查看模态振型、模态频率等结果。

以上就是在ANSYS经典界面中进行模态计算的一般步骤。在实

际操作中，还需要根据具体情况进行调整和优化，以获得准确的模

态分析结果。

ANSYS模态分析教程及实例讲解解析

ANSYS是一个广泛应用于工程领域的有限元分析软件，可以用于各种

结构的模态分析，包括机械结构、建筑结构、航空航天结构等。模态分析

是通过计算结构的固有频率和振动模态，用于评估结构的动力特性和振动

响应。以下是一个ANSYS模态分析的教程及实例讲解解析。

一、教程：ANSYS模态分析步骤

步骤1：建立模型

首先，需要使用设计软件绘制或导入一个几何模型。然后，在ANSYS

中选择适当的单元类型和材料属性，并创建适当的网格。确保模型的几何

形状和尺寸准确无误。

步骤2：约束条件

在进行模态分析之前，需要定义适当的约束条件。这些条件包括固定

支持的边界条件、约束点的约束类型、约束方向等。约束条件的选择应该

与实际情况相符。

步骤3：施加载荷

根据实际情况，在模型上施加适当的载荷。这些载荷可以是静态载荷、动态载荷或谐振载荷，具体取决于所要分析的问题。

步骤4：设置分析类型

在ANSYS中，可以选择多种不同的分析类型，包括静态分析、模态分析、动态响应分析等。在进行模态分析时，需要选择模态分析类型，并设

置相应的参数。

步骤5：运行分析

设置好分析类型和参数后，可以运行分析。ANSYS将计算结构的固有

频率和振动模态。运行时间取决于模型的大小和复杂性。

步骤6：结果分析

完成分析后，可以查看和分析计算结果。ANSYS将生成包括固有频率、振动模态形态、振动模态形状等在内的结果信息。可以使用不同的后处理

技术，如模态形态分析、频谱分析等，对结果进行更详细的分析。

二、实例讲解：ANSYS模态分析

以下是一个机械结构的ANSYS模态分析的实例讲解：

压电变换器的自振频率分析及详细过程

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提供的模态提取方法有:子空间法(subspace)、分块法(block lancets),缩减法(reduced/householder)、动态提取法(power dynamics)、非对称法(unsymmetric),阻尼法(damped), QR阻尼法(QR damped)等，大多数分析都可使用子空间法、分块法、缩减法。

ANSYS的模态分析是线形分析，任何非线性特性，例如塑性、接触单元等，即使被定义了也将被忽略。

2.模态分析操作过程

一个典型的模态分析过程主要包括建模、模态求解、扩展模态以及观察结果四个步骤。

(1).建模

模态分析的建模过程与其他分析类型的建模过程是类似的，主要包括定义单元类型、单元实常数、材料性质、建立几何模型以及划分有限元网格等基本步骤。

(2).施加载荷和求解

包括指定分析类型、指定分析选项、施加约束、设置载荷选项，并进行固有频率的求解等。

压电变换器的自振频率分析及详细过程

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提供的模态提取方法有:子空间法(subspace)、分块法(block lancets),缩减法(reduced/householder)、动态提取法(power dynamics)、非对称法(unsymmetric),阻尼法(damped), QR阻尼法(QR damped)等，大多数分析都可使用子空间法、分块法、缩减法。

ANSYS的模态分析是线形分析，任何非线性特性，例如塑性、接触单元等，即使被定义了也将被忽略。

2.模态分析操作过程

一个典型的模态分析过程主要包括建模、模态求解、扩展模态以及观察结果四个步骤。

(1).建模

模态分析的建模过程与其他分析类型的建模过程是类似的，主要包括定义单元类型、单元实常数、材料性质、建立几何模型以及划分有限元网格等基本步骤。

(2).施加载荷和求解

包括指定分析类型、指定分析选项、施加约束、设置载荷选项，并进行固有频率的求解等。

ANSYS入门——模态分析步骤与实例详解模态分析是ANSYS中的一项重要功能，它用于分析结构的模态特性，

如固有频率、模态形态、振型等。下面将详细介绍ANSYS中模态分析的步

骤与实例。

1.准备工作：

在进行模态分析前，首先需要完成模型的几何建模、模型的网格划分、边界条件的设定和材料属性的定义等准备工作。

2.设置分析类型：

在ANSYS中，可以使用分析类型工具条或命令行指令设置分析类型。

对于模态分析，可以选择"Modal"。

选中“Modal”选项后，会弹出新窗口，用于设置分析的参数。可以

设置计算的模态数目、输出结果的范围、频率的单位等。

3.定义约束条件：

在模态分析中，需要定义结构的约束条件，以模拟实际情况。常见的

约束条件有固定支撑、自由边界、对称几何等。可以使用ANSYS中的约束

条件工具条或命令行指令进行定义。

4.定义激励条件：

在模态分析中，可以定义激励条件，以模拟结构在特定频率下的振动

情况。常见的激励条件有振动源、压力载荷、重力载荷等。可以使用ANSYS中的激励条件工具条或命令行指令进行定义。

5.执行分析：

完成上述设置后，点击分析工具条中的“运行”按钮，开始执行模态

分析。ANSYS会根据所设定的参数进行计算，并输出相应的结果。

6.结果展示与分析：

模态分析完成后，可以查看分析结果并进行进一步的分析。ANSYS会

输出各模态下的固有频率、模态振型、模态质量、模态参与度等信息。

接下来，我们以一个简单的悬臂梁的模态分析为例进行详解。

1.准备工作：

在ANSYS中绘制悬臂梁的几何模型，并进行网格划分。设定材料属性、加载条件和边界条件。

ANSYS动力学分析指南——模态分析

ANSYS动力学分析是一种用于评估和优化机械结构、系统或装置的动

态性能的分析方法。其中模态分析是其中一种常见的分析类型，通过模态

分析可以获取结构的固有频率、振型和模态质量等信息，从而更准确地评

估结构的动态响应。

下面是一个ANSYS动力学模态分析的步骤指南：

1.导入几何模型：首先，需要将几何模型导入到ANSYS中。可以使用ANSYS自带的几何建模工具创建模型，也可以从CAD软件中导入现有模型。在导入几何模型时，需要确保模型的几何尺寸和几何形状正确无误。

2.建立材料属性：为了进行动力学分析，在模型中必须定义材料的属性。这包括材料的密度、弹性模量、泊松比等。如果需要考虑材料的各向

异性，还需要定义合适的各向异性参数。

3.设置边界条件：为了模拟真实工程环境下的载荷作用，需要为模型

设置适当的边界条件。这包括固支约束、加载条件和约束条件等。在模型

中的各个节点上，需要确保边界条件的正确性和合理性。

4.选择求解器类型：ANSYS提供了多种求解器类型，可以根据实际需

求选择合适的求解器。在动力学模态分析中，通常使用的是频域求解器或

模型超级定法(Modal Superposition Method)求解器。

5.网格划分：在进行动力学模态分析之前，需要对模型进行网格划分。网格划分的目的是将连续的结构离散为有限的单元，从而对模型进行数值

求解。在网格划分时，需要根据模型的复杂程度和准确性要求进行适当的

划分。

6.设置求解参数：在进行动力学模态分析之前，需要设置一些求解参数。这包括求解器的收敛准则、求解的频率范围和预期的模态数量等。这些参数的设置可以影响到求解结果的准确性和计算效率。

ANSYS模态分析

首先，我们来了解一下ANSYS模态分析的原理。模态分析的目标是找

到系统的固有振动特性，包括自然频率、振型和振幅。通过模态分析，可

以确定系统的临界频率，从而避免共振现象的发生。模态分析基于有限元法，将结构划分为多个有限元，然后在每个有限元上求解固有值问题。在

求解过程中，系统的刚度矩阵和质量矩阵起到了重要作用。通过求解固有

值问题，可以得到系统的自然频率和振型。

模态分析的步骤如下：

1.创建模型：首先，需要创建一个准确的模型，包括结构的几何形状、材料属性和支撑约束。

2.网格划分：接下来，将结构划分为多个有限元，对结构进行网格划分。划分的精度将直接影响到分析结果的准确性和计算的效率。

3.定义材料和边界条件：为模型中的每个有限元分配相应的材料属性，包括材料的弹性模量、泊松比和密度等。然后，定义边界条件，包括结构

的支撑约束和加载条件。

4.求解固有值问题：使用ANSYS软件中的模态分析模块进行求解。该

模块将自动构建刚度矩阵和质量矩阵，并求解固有值问题。求解后，可以

得到系统的自然频率和振型。

5.结果分析：最后，对模态分析的结果进行分析。通过观察振型，可

以了解结构的振动模式。通过自然频率，可以判断结构的稳定性。

ANSYS模态分析的应用非常广泛。在航空领域，它可以用于分析飞机

结构的自然频率和振型，以确保结构的稳定性和安全性。在汽车领域，它

可以用于分析汽车的悬挂系统、底盘和车身等结构的自然频率和振型。在

建筑领域，它可以用于分析建筑物的振动响应，以确保结构的稳定性和抗

震性能。

以下是一个实例，展示了ANSYS模态分析的具体应用：

均匀直杆的子空间法模态分析

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提供的模态提取方法有:子空间法(subspace)、分块法(block lancets),缩减法(reduced/householder)、动态提取法(power dynamics)、非对称法(unsymmetric),阻尼法(damped), QR阻尼法(QR damped)等，大多数分析都可使用子空间法、分块法、缩减法。

ANSYS的模态分析是线形分析，任何非线性特性，例如塑性、接触单元等，即使被定义了也将被忽略。

2.模态分析操作过程

一个典型的模态分析过程主要包括建模、模态求解、扩展模态以及观察结果四个步骤。

(1).建模

模态分析的建模过程与其他分析类型的建模过程是类似的，主要包括定义单元类型、单元实常数、材料性质、建立几何模型以及划分有限元网格等基本步骤。

(2).施加载荷和求解

包括指定分析类型、指定分析选项、施加约束、设置载荷选项，并进行固有频率的求解等。

ANSYS模态分析详解

1. 简介

ANSYS是一款常用的工程仿真软件，其模态分析功能能够帮助工程师快速分析和优化结构的自振频率和振型，进而提高结构的可靠性和性能。本文将详细介绍ANSYS模态分析的原理、操作步骤和实际应用。

2. 模态分析原理

模态分析是一种通过分析结构的固有振动特性来研究结构的方法。在模态分析中，首先需要建立结构的有限元模型，然后通过求解结构的固有频率和振型，得到结构的模态数据，包括自振频率、自振模态和模态质量等。结构的固有频率和振型是结构设计和安全评估的重要依据。

3. 模态分析步骤

3.1. 几何建模

在进行模态分析之前，需要首先进行结构的几何建模。ANSYS提供了强大的几何建模工具，可以通过手工绘制、导

入CAD模型或直接建立几何实体进行建模。建模过程中需要注意几何的精确性和几何尺寸的准确性。

3.2. 材料属性设置

对于模态分析来说，材料的物理属性是非常重要的。在ANSYS中，可以通过定义材料属性来描述材料的力学性能，包括弹性模量、泊松比、密度等。合理的材料属性设置可以更准确地预测结构的固有频率。

3.3. 约束和加载条件设置

在模态分析中，需要设置结构的约束和加载条件。约束条件可以是支撑约束、固连约束或自由约束，加载条件可以是点载荷、面加载或体加载。通过合理的约束和加载条件设置，可以模拟实际工况下的结构响应。

3.4. 网格划分与单元属性设置

在进行模态分析之前，还需要对结构进行网格划分和单元属性设置。ANSYS提供了多种网格划分算法和单元类型，可以根据结构的几何形状和材料特性选择合适的划分算法和单元类型。合理的网格划分和单元属性设置可以提高计算的精度和效率。

模态分析方法与步骤

一、模态分析包括下列6种方法，使用何种模态提取方法主要取决于模型大小（相对于计算机的计算能力而言）和具体的应用场合。

1.缩减法(reduced)：

该方法为一般结构最常用的方法之一。其原理是在原结构中选取某些重要的节点为自由度，称为主自由度(master degree of freedom)，再用该主自由度来定义结构的质量矩阵及刚度矩阵并求出其频率及振动模态，进而将其结果扩展至全部结构。在解题过程中该方法速度较快，但其答案较不准确。

主自由度的选择依照所探讨的模态、结构负载的情况而定：

a. 主自由度的个数至少为所求频率个数的两倍。

b. 选择主自由度的方向为结构最可能振动的方向。

c. 主自由度节点位于较大质量或转动惯量处及刚性较低位置。

d. 如果弯曲模态为主要探讨模态，则可省略旋转自由度。

e. 主自由度的节点位于施力处或非零位移处。

f. 位移限制为零的位置不能选为主自由度节点，因为这种节点具有高刚性的特性。可以用M命令来定义主自由度。此外，也可由ANSYS自动选择自由度。

2. 子空间迭代法(subspace)：

通常用于大型结构中，仅探讨前几个振动频率，所得到结果较准确，不需要定义主自由度，但需要较多的硬盘空间及CPU时间。求取的振动模态数应该小于模型全部自由度的一半。

3. 不对称法(unsymmetrical)：

该方法用于质量矩阵或刚度矩阵为非对称时，例如转子系统。其特征值(eigenvalue)为复数，实数部分为自然频率；虚数部分为系统的稳定度，正值表示不稳定，负值表示稳定。

基于ANSYS的齿轮静力学分析及模态分析齿轮是常用的动力传动装置，广泛应用于机械设备中。在设计齿轮传动系统时，静力学分析和模态分析是非常重要的步骤。本文将重点介绍基于ANSYS软件进行齿轮静力学分析和模态分析的方法和步骤。

1.齿轮静力学分析

齿轮静力学分析旨在分析齿轮传动系统在静态负载下的应力和变形情况。以下是基于ANSYS进行齿轮静力学分析的步骤：

步骤1：几何建模

使用ANSYS中的几何建模工具创建齿轮的三维模型。确保模型准确地包含所有齿轮的几何特征。

步骤2：材料定义

使用ANSYS的材料库定义齿轮材料的力学性质，例如弹性模量、泊松比和密度等。

步骤3：加载条件定义

定义加载条件，包括对齿轮的力或力矩、支撑条件等。加载条件应符合实际使用情况。

步骤4：网格划分

使用ANSYS的网格划分工具对齿轮模型进行网格划分。确保网格划分足够细致以捕捉齿轮的几何特征。

步骤5：模型求解

使用ANSYS中的有限元分析功能对齿轮模型进行求解，得到齿轮在加载条件下的应力和变形分布情况。

步骤6：结果分析

分析模型求解结果，评估齿轮的强度和刚度。如果发现应力或变形过大的区域，需要进行相应的结构优化。

2.齿轮模态分析

齿轮模态分析用于确定齿轮传动系统的固有频率和模态形态。以下是基于ANSYS进行齿轮模态分析的步骤：

步骤1：几何建模

同齿轮静力学分析中的步骤1

步骤2：材料定义

同齿轮静力学分析中的步骤2

步骤3：加载条件定义

齿轮模态分析中，加载条件通常为空载条件。即不施加任何外力或力矩。

步骤4：网格划分

同齿轮静力学分析中的步骤4

步骤5：模型求解

平均直杆的子空间法模态分析之袁州冬雪创作

模态分析用于确定设计布局或机器部件的振动特性(固有频率和振型)，即布局的固有频率和振型，它们是承受动态载荷布局设计中的重要参数.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，其中模态分析也是停止谱分析或模态叠加法谐响应分析或瞬态动力学分析所必须的前期分析过程.

ANSYS的模态分析可以对有预应力的布局停止模态分析和循环对称布局模态分析.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布局的模子来完成对整个布局的模态分析.

ANSYS提供的模态提取方法有:子空间法(subspace)、分块法(block lancets),缩减法(reduced/householder)、动态提取法(power dynamics)、非对称法(unsymmetric),阻尼法(damped), QR阻尼法(QR damped)等，大多数分析都可以使用子空间法、分块法、缩减法.

ANSYS的模态分析是线形分析，任何非线性特性，例如塑性、接触单元等，即使被定义了也将被忽略.

一个典型的模态分析过程主要包含建模、模态求解、扩大模态以及观察成果四个步调.

(1).建模

模态分析的建模过程与其他分析类型的建模过程是近似的，主要包含定义单元类型、

单元实常数、资料性质、建立几何模子以及划分有限元网格等基本步调.

(2).施加载荷和求解

包含指定分析类型、指定分析选项、施加约束、设置载荷选项，并停止固有频率的求解等.

指定分析类型，Main Menu- Solution-Analysis Type-New Analysis,选择Modal.

ANSYS模态分析实例和详细过程

ANSYS是一款被广泛应用于工程领域的有限元分析软件，可以进行多

种不同类型的分析，包括模态分析。模态分析是通过对结构进行振动分析，计算得到结构的固有频率、振型和阻尼比等参数，对结构的动力响应进行

预测和分析。本文将介绍ANSYS模态分析的实例和详细过程。

一、模态分析实例

假设我们有一个简单的悬臂梁结构，长度为L，横截面面积为A，杨

氏模量为E，密度为ρ。我们想要计算该梁结构的固有频率、振型和阻尼

比等参数，以评估其动力特性。

二、模态分析过程

1.准备工作

在进行模态分析之前，我们需要先准备好结构的有限元模型。假设我

们已经完成了悬臂梁结构的几何建模和网格划分，并且已经定义好了材料

属性和约束条件。

2.设置分析类型和求解器

打开ANSYS软件，并选择“Structural”工作台。在“Analysis Settings”对话框中，选择“Modal”作为分析类型。然后，在

“Analysis Type”对话框中选择“Modes”作为解决方案类型。

3.定义求解控制参数

在“Analysis Settings”对话框中，点击“Solution”选项卡。在

该选项卡中，我们可以定义求解控制参数，例如计算模态频率的数量、频

率范围和频率间隔等。

4.添加约束条件

在模态分析中，我们需要定义结构的边界条件。假设我们对悬臂梁的

一端施加固定边界条件，使其不能在该位置发生位移。我们可以在“Model”工作区中选择相应的表面，然后右键点击并选择“Fixed”。

5.添加载荷

在模态分析中，我们通常可以不添加外部载荷。因为模态分析着重于