ANSYS有限元分析教程：卫星结构振动模态分析

"生成壳单元面网格-实用非参数统计第三版" 在有限元分析中，生成网格是至关重要的步骤，因为它直接影响着计算结果的精度。本文档主要讲述了如何在ANSYS软件中进行面网格和体网格的生成，以及壳单元面网格的操作，这些都是进行振动分析的基础。振动分析用于研究结构在动态荷载下的响应，如模态分析，是评估设备或结构动态稳定性的关键。 首先，生成面网格涉及到设置网格大小，通过Main Menu的Preprocessor → Meshing → Size Cntrls → ManualSize → Global → Size → Size Element Edge，可以设定边缘长度为0.04。然后选择要划分网格的区域，例如卫星主体部分的面6,8,10,11。接着，通过Main Menu: Meshing→ Mesh → Areas→Free →Pick all对选定区域进行自由网格划分。 体网格的生成则需要先选择体单元类型，比如2 SOLID 45单元，接着设置网格属性，确保在扩展操作中设置合适的元素尺寸和清除选项。通过Main Menu的Extrude功能，根据需要沿着XYZ轴进行扩展，创建3D实体网格。 生成壳单元面网格时，需选择适合壳结构的单元类型，如3 SHELL 63，并选择所有需要网格化的面。之后，使用Main Menu: Preprocessor →Meshing→ Mesh→ Areas →Free对这些面进行网格划分。 在模型准备完成后，进行模型合并，防止因几何重叠导致的问题，通过Main Menu: Preprocessor → Numbering Ctrls → Merge Items → Merge Coincident or Equivalently Defined Items来实现。 设置分析类型为振动模态分析，通过Main Menu: Preprocessor → Loads → Analysis Type → New Analysis → type of analysis → Modals，然后在Solution菜单下选择Analysis Type → Analysis Options，设定模态提取方法为BlockLanczos，提取前10阶模态。最后，执行求解计算，查看并解析结果，如固有频率和振型。 这些步骤对于进行如桥梁、卫星结构或大型模锻液压机机架等复杂结构的振动分析至关重要。通过学习和实践，工程师可以更准确地预测和评估结构在动态环境下的行为，从而优化设计并确保其稳定性。