ABAQUS预应力模态分析

本文为ABAQUS预应力模态分析的文字教程，视频教程见B站UP：小明爱死磕

今天带着大家了解一下在ABAQUS中进行预应力模态分析的方法，模型相对比较简单，采用悬臂梁进行概念建模，模型如下图所示。

图1 模型了解

回顾一下ABAQUS的有限元分析流程：

图2 ABAQUS有限元分析流程

01

前处理

1.1 几何模型的构建

在Part模块中单击create part，选择3D-deformable-wire，创建一条长为100mm的线条。

1.2 材料参数的定义

1.2.1 材料本构

在property模块中，创建材料，选择elastic，杨氏模量为2.07e11Pa，泊松比为0.3，密度为7800kg/m3。

1.2.2 截面创建

通过Create Section创建beam-beam截面，创建矩形剖面，剖面长和宽均为3mm，并选择对应的材料，完成截面创建。

1.2.3 截面指派

通过Assign Section将创建好的截面指派给模型。

1.2.4 法向设定

通过Assign beam orientation对线条特征设定法向，方向保持默认。

1.3 网格系统构建

1.3.1 网格划分

在Mesh模块中，设置网格大小尺寸为1，并进行网格划分。

1.3.2 单元类型

单元类型保持默认。

1.3.3 装配

在Assembly模块中，通过Create Instance进行装配。

02

求解

2.1 求解器的设定

在Step模块中通过Create Step创建分析步，第一个分析步为static，General，并打开几何非线性开关，第二个分析步为Frequency，提取20阶模态。

2.2 连接关系的构建

跳过。

2.3 边界条件的设定

2.3.1 位移边界条件

在Load模块中，第一个分析步中通过Create Boundary Condition创建Symmetry/Antisymmetry/Encastre约束，选择左端点施加固定约束。

2.3.2 载荷边界条件

在第一个分析步中，通过Create Load选择右端点在轴向施加大小为100N的载荷。

切换到Job模块，创建作业并提交求解。

03

后处理

3.1模态振型

图3 一阶阵型

图4 四阶阵型

3.2 模态频率

图5 各阶模态频率

需要注意的是，进行预应力模态分析时，第一个静力学分析步中的几何非线性开关需要打开，否则预应力模态计算结果与约束模态计算结果无二。