本文给出了模态分析仿真的基本步骤。进行了模态分析泰坦悬臂梁。在ANSYS的图形环境下对悬臂梁进行了设计SolidWorks公司。悬臂梁固定在一端，这一端的所有自由度均为梁无法移动和旋转。在ANSYS和SolidWorks程序中计算了结构的振型和固有频率直接求解的数值公式包括块Lanczos方法。
1、介绍
模态分析处理的是动力激励下的机械结构。这个模态分析有助于减少系统对环境的影响。这有助于指出振动导致整体性损坏的原因系统组件。使用它，我们可以改善整体系统在某些操作条件下的性能。我们知道模态分析的两种基本方法，即数值模态分析和实验模态分析。试验模态分析用测量输入数据导出了模型。然而，它必须有不同的层次从中构造模型。这个分析的主要部分包括确定曲线FRF。
2悬臂梁图1所示为悬臂梁的设计它的尺寸。
图2
它由钛合金制成：Ti-5Al-2.5SN，材料性能E=1.103e11 Pa，μ=0.31，ρ=4480千克/立方米，Rm=861e6 Pa，Re=827e6 Pa。图1。悬臂梁设计
图1
2.1。ANSYS模态分析悬臂梁的模态分析图1。是由ANSYS工作台执行图2
2.1.1条。ANSYS软件ANSYS是一种通用软件，主要用于物理结构中相互作用的模拟，振动、流体力学、热传递和工程机电。我们可以用ANSYS结构进行模拟，然后进行测试它们在虚拟环境中。ANSYS可以导入CAD数据和草图几何学。ANSYS工作台是一个平台，它集成仿真技术和参数化CAD具有独特自动化和性能的系统。
2.1.2条。边界条件将材质属性指定给梁和定义了边界条件。光束都是度的表面上的自由被夺走了。它们用蓝旗图2。这种情况会阻止空间中表面的运动。图3。边界条件
图3
2.1.3有限元网格梁上的网格由ANSYS，而使用的是空间单元SOLID187图4。元素由10个节点定义，每个节点节点有三个自由度。SOLID187有一个二次移位行为，适用于有限元不规则网格。图4。空间元素SOLID187元件的最大尺寸为5 mm。网格在图5中。由3200个元素和22459个元素创建节点。图5。梁的有限元网格
图4
图5
2.1.4条。悬臂梁分析我们可以影响分析的计算时间，当频率范围或振型数为明确规定。求解器的类型和求解方法自动选择ANSYS程序。对于这个模式分析了包含块Lanczos的直接求解器方法。前五种振型如所示图6、图7、图8、图9、图10和前五个固有频率如表1所示。
特定振型的固有频率：
-振型： 1 2 4 5 6
-频率（Hz）：94.02 207.65 324.32 570.48 824.08
图6。固有频率94.02hz时的第一振型
图7。固有频率207.65hz时的第二振型
图8。固有频率324.32hz时的第三振型
图9。自然频率570.48hz时的第四振型
2.2.1 SolidWorks公司
SolidWorks是用于微软Windows。它对组织的需要。SolidWorks标准是适用于快速建模，二维和三维设计SolidWorks Professional是SolidWorks的上层建筑标准。提高了工作效率，创新了数百万设计师使用的解决方案。它包含其他扩展模块，如Animator、PhotoWorks等。SolidWorks保费是最全面的软件。它结合了SolidWorks的功能仿真专家。SolidWorks的一部分Professional是SolidWorks仿真，它提供测试应力、应变、分析的基本模拟工具其运动学、动力学及其仿真条件真实的世界。
图10
2.2。SolidWorks模态分析图1悬臂梁的模态分析为由SolidWorks执行图11。
图11
2.2.2条。边界条件
将材质属性指定给梁和定义了边界条件。光束都是度的表面上的自由被夺走了。它们用蓝旗图12。这种情况会阻止空间中表面的运动。图12。边界条件
图12
2.2.3条。有限元网格
梁上的网格由SolidWorks，而使用的是空间元素SOLID187图3。元素由10个节点定义，每个节点节点在每个节点有三个自由度。这个SOLID187具有二次移位行为适用于有限元不规则网格的建模。元件的最大尺寸为5 mm。网格在图13中，创建了31358个元素和54977个元素节点。图13。梁的有限元网格
图13
2.2.4条。悬臂梁分析
模态分析由SolidWorks和计算了振型和固有频率。对于此模态分析，直接求解器包括采用block-Lanczos方法。前五种振型如图14、图15、图16、图17所示图18和前五个固有频率如图所示在表2中
特定振型的固有频率：
模式形状 1 2 3 4 5
频率（Hz）94.02 207.58 324.32 570.47 823.64
图14。固有频率94.02hz时的第一振型
图15。固有频率207.58hz时的第二振型
图16。固有频率324.32hz时的第三振型
图17。固有频率570.47hz时的第四振型
图18。固有频率823.64hz时的第五振型
3、结论
泰坦悬臂梁的模型建立在程序ANSYS和SolidWokrs。在两个项目中使用等网格（SOLID187），而在它是在ANSYS中自动生成规则的它是不规则自动生成的。它导致了大量的元素和节点更长更复杂的计算。然后是模态对泰坦悬臂梁进行了分析前五种振型及其固有频率为计算的。titan悬臂梁的振型为两个程序相同。固有频率为两个项目几乎相同。数值偏差由不同的有限元网格布置由程序自动生成。程序ANSYS具有较好的有限元网格生成选择。图19显示了有限在程序中生成的单元网格ANSYS。图20显示了控制的可能性有限元网格的生成。
图19。网格细节
图20。网格控制
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