ANSYS实例：三维结构振动模态分析与网格划分

在本篇教程中，我们将深入探讨如何使用ANSYS软件进行网格划分和有限元模型建立，以进行振动模态分析。该内容主要围绕《划分网格以及建立有限元模型》一书，以实际工程案例——桥梁、卫星结构和大型模锻液压机机架为例，展示了在ANSYS中进行振动模态分析的步骤。以下步骤将帮助读者理解关键概念和操作： 1. **设置不显示日期和时间**：在预处理阶段，通过Utility Menu中的Window Options设置，确保工作界面整洁。 2. **定义材料参数**：在Material Props菜单中，创建一个线性弹性、各向同性的材料模型，如钢材，设置其弹性模量和泊松比。 3. **选择单元类型**：选择适合结构问题的单元类型，例如四节点四面体Solid元素和八节点立方体Brick元素。 4. **设置参数值**：对于不同的几何特性，如梁的截面尺寸（W1、W2、A等），通过Scalar Parameters设置常数值。 5. **数组输入参数**：使用Array Parameters功能输入动态变化的参数，如H值，以适应多尺度或变截面设计。 6. **生成几何模型**：创建几何形状，包括矩形、圆和部分环形，通过布尔运算组合形成结构模型。 7. **划分网格**：Meshing模块中，手动调整网格大小，确保模型的精细度，特别是关键区域。 8. **建立有限元模型**：在Meshing模块中，对所有区域进行网格划分，并配置默认属性。 9. **模态分析设置**：在Solution菜单中，选择Modal分析类型，并设置分块Lanczos方法提取前n阶模态。 10. **求解与结果查看**：执行求解并列出前n阶固有频率，通过ListResults和DetailedSummary功能查看分析结果。 11. **实际应用示例**：结合《有限元分析》中的具体案例，如桥梁、卫星和模锻机架，演示了如何应用上述步骤进行振动模态分析。 这些步骤涵盖了从几何建模到网格划分，再到模态分析的全过程，是理解ANSYS在振动分析中的关键技能。通过实践这些操作，学生和工程师可以掌握如何在ANSYS中有效地解决实际工程中的振动问题。