Abaqus对台式机箱结构模型进行模态分析
abaqus模态分析操作流程
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1. 模型准备。
确定模型几何形状和材料属性。
abaqus模态分析特征值的意义
abaqus模态分析特征值的意义特征值和模态反应了结构在自由振动下的特点和频率特征。
采用振型分解法获得振型和频率，就可得到任何线性结构的响应。
通常实际结构中，只需考虑前几阶振型就能获得相当精度的解。
结构动力学的实际问题涉及面很广，对于只有几个自由度的力学模型，只考虑一个或两个自由度就能求得动力响应的近似解，而对于具有几百个甚至上千个自由度的复杂有限元模型，就需要考虑数十个甚至上百个振型对响应的影响。
在求解特征值问题时，有两种情况，一种是求解结构系统特征方程的全部特征值问题，即所有的特征值和对应的特征向量;另-种是求解部分特征值问题，即部分(通常是最小或最大的一些)特征值和对应的特征向量。
这是因为，在结构动力学中，往往矩阵的阶数都很高，有时不可能，也没有必要求解全部特征值和特征向量。
在求解方法上，也分为两大类，一类是直接求解法，另一类是向量迭代求解法。
直接求解法可以用来研究需要求解所有特征值和特征向量的自由度较少的系统，计算工作量较大。
计算过程中结构的特征矩阵可以被转化为对称的对角阵形式，可以很容易地同时求解出所有特征值。
对于较大的系统可以通过缩减技术来提高计算效率，例如Guyan缩减法在求解时就可以有效地减少结构的自由度数目。
向量迭代方法包括子空间迭代法(subspace)和兰索斯迭代法(L anczos)等。
使用迭代法可以求解较大结构系统的少数特征值问题,计算时间依据结构自由度的大小和需要提取的特征值个数而定。
在ABAQUS中提供了三种提取特征值的求解器:AMS(Automatic Multi-level Substructuring)求解器、Lanczos特征值求解器和子空间迭代求解器。
Lanczos特征值求解器是默认的方法。
AMS特征值求解器是一种高效的，针对大规模问题的能提取大量特征值的方法，主要适用于1百万自由度以上的模型及500阶模态以上。
它包含3个求解步骤:(1)生成子结构;(2)获得特征值;(3)从缩减的向量中获得全部特征向量。
Abaqus模态分析试验报告
（一）创建部件1：模块：部件2：从菜单栏中选择部件→创建，弹出创建部件对话框名称：LIAN_FuJian模型空间：三维类型：可变形形状：实体类型：拉伸大约尺寸：2000，为部件最大尺寸的2倍：点击继续，进入草绘模式，为实体拉伸绘制截面草图。
3．4：点击创建圆工具，绘制2个同心圆。
大圆直径为1000，小圆直径为400。
的构造圆。
700绘制一个直径为工具，圆创建构造：点击：5．条构造线，一并添加固定约2创建构造6：点击工具，创建束。
．以构造圆与竖直构造线的交点为圆心，创建圆工具，点击7：的圆。
100绘制一个直径为点选刚才创建的圆为要阵列的实体，环形阵列工具，点击8：按下鼠标中键，弹出环形阵列对话框6 个数：360 总角度：点击确定阵列结果如下：：在绘图区按下鼠标中键，弹出编辑基本拉伸对话框9 类型：指定深度200深度：点击确定，第一个部件绘制完成．ZHOU。
轴：：创建第二个部件10-（二）装配1：模块：装配2：点击创建实例工具，弹出创建实例对话框创建实例：从部件部件：按住Ctrl选取LIAN_FuJian与ZHOU这2个部件实例类型：非独立（网格在部件上）点击确定，装配体如下点击完为要平移的实例，工具，选择ZHOU平移实例2：点击，回车；输入平移向0），成。
输入平移向量的起始点（00，，回车。
再点击确定，平移后的装配），，量的终点（00100 体如下/切割实体对话框。
/3：点击合并切割实例工具，弹出合并ASM 部件名：-几何运算：合并原始实体：禁用相交边界：删除．点击继续，选择待合并的实例，框选整个模型，点击完成。
ZHOU-1和LIAN_FuJian-1：在模型树下删除4．部件，故可以将ASM5：由于在接下来的分析中只需要用到ZHOU删除。
和LIAN_FuJian 模块：部件，删除。
和工具，选中点击部件管理器LIAN_FuJianZHOU（三）定义材料和截面属性1：模块：属性2：点击创建材料工具，弹出编辑材料对话框名称：Steel通用→密度：7.85e-9力学→弹性→弹性：弹性模量：2.1e5泊松比：0.3点击确定：单击创建截面工具，弹出创建截面对话框3．名称：Section-1类别：实体类型：均质，点击确点击继续，弹出编辑截面对话框。
基于ABAQUS的纳米级二维调整架结构模态分析
有限元分析等现代结构分析方法已受到机械设计人员的广泛认同和采用 ， 并取得 了显著的技术经济效
益 。本文 采用 Ａ Ａ Ｕ Ｂ Ｑ Ｓ有 限元 软件 分析对 调整 架 （ 于 Ｚ Ｇ 用 Ｙ Ｏ干涉 仪上 调 整 Ｃ Ｈ 位 置 ） 行 了模 态 分 析 ， Ｇ 进
确 定 了各 阶 固有频 率 和振 型 。
摘
要： 应用 大型分析 软件 Ａ Ａ Ｕ Ｂ Ｑ Ｓ对在三维软件 Ｃ ＴＡ中建立的二维调整 架的模 型进行 了有 限元 建模 ， ＡＩ 并对调
整 架进行 了模 态分析 ， 分别获得 了该调整 架的低阶 固有频率及 其对应 的振 型 图， 得到 了前 １ Ｏ阶模 态的振 动规律 ．
找到 了调整 架的薄弱环 节， 为其结构设计 、 动力学分析及使 用环境要 求提供 了有效 的理 论依据 。在使 用 中使调 整 架的固有频 率远 离工作频 率， 免共振 ， 少结构损伤 ， 高了调整架的寿命与精度 。 避 减 提 关键词 ： 调整架 ； 限元 ； 态分析 有 模
自身振 动特性 的影 响 。 我们 已知动力 学分 析是 将惯性 力包 含在动 力学 平衡方 程 中 ：
Ｍａ＋Ｊ—Ｐ ＝０
其 中 ， 是结 构 的质量 ， 是结 构 的加 速度 ，是结 构 中的 内力 ， 所施加 的外 力 。 ， Ｐ是 而 物体 的 固有 频率 可 以通过分 析结 构在无 载荷 （ 动力 平衡方 程 中的 Ｐ＝ ） 的动态 响应 而得到 的 。 ０时
其 中 Ａ＝Ｏ， 系统具有 ｎ个 特征 值 ， 处 是有 限元 模 型 的 自由度数 ， Ａ ｔ 该 此 记 为第 个 特 征值 。它 的平
收 稿 日期 ：０ ２０ －ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ ２ １－３０
ABAQUS 在台式电脑机箱结构仿真分析
ABAQUS在台式电脑机箱结构仿真分析中的应用张旗利江国栋联想（北京）有限公司摘要：本文介绍了ABAQUS软件在台式电脑机箱结构仿真分析中的几个典型应用，利用ABAQUS软件在机箱设计阶段进行仿真分析，能提前预估出可能存在的结构风险，并进行改进，从而大大缩短产品开发周期，降低开发成本，有效提高产品竞争力。
关键词：ABAQUS 机箱结构仿真1 概述随着计算机工业的快速发展，全球已进入电脑普及时代。
PC行业的竞争也日益白热化，这就迫使企业要不断地降低成本，提高产品质量和可靠性，缩短产品的开发周期。
而传统的“设计→试制→试验→修改→再试制→再试验”的产品开发方法显然已难以满足企业的需求，通过CAE手段，在设计阶段模拟产品在冲击振动等条件下的力学行为，对机箱产品进行结构风险评估，及早发现可能出现的质量问题并制定改善方案，从而达到缩短产品开发周期，降低成本的目的。
ABAQUS作为世界领先的有限元工程模拟软件，从相对简单的线性分析到许多复杂的非线性问题，ABAQUS 都能够很好的予以解决。
对于台式电脑机箱所涉及的典型结构问题，利用ABAQUS也都能有效求解。
下面将分别介绍ABAQUS在机箱机构仿真分析中的几个典型应用。
2机箱冲击模拟机箱从开发到量产的整个阶段要经过多轮严格的冲击测试，以验证机箱的结构强度。
若能在设计阶段就进行机箱的冲击模拟，则可以很早就发现结构设计问题并予以改进，从而减少机箱手板制作和测试次数，有效节省开发时间和降低成本。
2.1冲击试验介绍机箱冲击试验是利用冲击试验机，使机箱系统瞬间受到很大冲击载荷作用，以测试机箱系统结构强度的试验。
根据测试需要选择不同的冲击波形，并设置不同的冲击加速度值和冲击时间。
对于机箱产品，需要进行六个面方向的冲击测试，以模拟实际使用环境，测试机箱的抗冲击能力。
图1 机箱冲击试验图2.1冲击模拟分析ABAQUS/Dynamic Explicit是求解复杂非线性动力学问题和准静态问题的理想程序，特别是用于模拟冲击和其他高度不连续事件，如考虑塑性、接触、材料失效等效应的问题。
ABAQUS大变形分析
ABAQUS大变形分析概述ABAQUS是一款常用的有限元分析软件，可以用于模拟和分析各种结构的力学行为。
本文将介绍如何在ABAQUS中进行大变形分析。
大变形分析简介大变形分析是指当结构的变化程度超过一定限度时，应当采用大变形理论进行分析。
在大变形分析中，需要考虑接触、摩擦和非线性材料等因素，以准确预测结构在受力下的变形和应力分布。
ABAQUS中的大变形分析ABAQUS提供了强大的大变形分析功能，可以进行非线性几何分析和材料非线性分析。
下面将介绍如何在ABAQUS中进行大变形分析的步骤。
步骤一：几何建模首先，需要在ABAQUS中进行几何建模。
可以通过ABAQUS的建模工具（如CAE）创建结构的几何形状，并定义材料属性和几何边界条件。
步骤二：定义材料属性在进行大变形分析前，需要定义材料的非线性性质。
可以通过材料库中的材料模型，或者自定义材料模型来描述材料的行为。
常见的材料模型包括弹性、塑性、弹塑性、超弹性和粘弹性等。
步骤三：网格划分在进行大变形分析前，需要将结构进行网格划分。
网格划分的精细程度会直接影响分析结果的准确性和计算效率。
通常，可以根据结构的几何形状和加载情况来选择合适的网格划分方法。
步骤四：加载和边界条件在进行大变形分析前，需要定义加载和边界条件。
加载条件包括物理加载和约束条件，可以通过施加外部力、压力、温度等来模拟结构受力情况。
边界条件包括支撑条件和约束条件，用于限制结构的运动自由度。
步骤五：定义分析类型在进行大变形分析前，需要选择适当的分析类型。
ABAQUS提供了多种分析类型，包括静态分析、动态分析、模态分析和热力学分析等，可以根据具体需求选择合适的分析类型。
步骤六：运行分析在完成所有前期准备工作后，可以运行分析。
在分析过程中，ABAQUS会根据定义的模型和加载条件来计算结构的变形和应力分布。
分析完成后，可以查看分析结果，并进行后续处理和分析。
总结通过以上步骤，我们可以在ABAQUS中进行大变形分析，并准确预测结构在受力下的变形和应力分布。
基于ABAQUS的框架结构模态数值模拟
１ 结构模 态分析方法
有 限元 分析 方法 于 ２ 世 纪 ４ ０ ０年 代提 出来 ，当 时受到 力学 、计 算数 学和 计算 机技 术 的 限制 ，并 未 广泛 应用 于分 析研 究 ，但 是 随着社 会进 度 ，科 学进 度 的发展 尤其 是计算 机 技术 的发 展 ，有 限元 方法 的 研 究和应用 的速 度 显著 加快 。将 连续 的 实体 离散 为
摘
要 ：为了研 究结构 的模态分析 问题 ，从而得到结构特定 的固有频率 、阻尼 比和模态振型 ，建立了四层框架结
构的有 限元模 型。通过对结构的模态分析得 出结论：第 一阶模态 和第 二阶模态 以水平方 向为主，第三阶模态以竖
向位 移 为主 ， 为 结构 的抗 震设 防提 供 了有 一定 的参 考 价 值 和 指 导意 义 。 关键 词 ：框 架 结 构 ；模 态 分 析 ；数 值 模 拟 ；有 限元 模 型 ；Ａ ＡＱＵ Ｂ Ｓ
第３ ０卷增
Ｖｏ ． ０ １３
刊
辽宁工程技术大学学报 （ 然科学版 ） 自
Ｊ ｕｎ ｌ ｆ ａ ｎｎ ｅ ｈ ｉａ ｉｅ ｓ ｙ （ ｔｒ ｌ ｃｅ ｃ ｏ ｒ ａ ｏ ｉｇＴ ｃ ｎｃ ｌ ｏ Ｌｉ Ｕｎｖ ｒｉ ｔ Ｎａｕ ａ ｉｎ ｅ） Ｓ
２ ｌ 年 ５月 ０１
度 问题 ，然后 将 单元 求解集 成 ，从而 问题就 转化 成 求 解 一 系列 代数 方程 组 ，一旦 求解 出这 些未知 量 ， 一
就 可 以通 过 插 值 函 数 计 算 出各 个 单 元 内场 函 数 的 近 似值 ，进而 得到整 个 求解 域上 的近似 解 。综上所 述就 是 有 限元方法 的 基本 思想 。有 限元 法 的优 点就 在 于 可 以把 子 域 分 割 成 不 同形 状 和 不 同大 小 的尺 寸 ，而适应 工程结构 的多样 的几何 形状 、复杂 的材 料特 性和 多样 的边 界条 件等 ，而且拥 有较 成熟 的数 学 、物 理理 论和 大规 模计 算技 术 的支 持 ，故而 有 限 元 方 法 在 求解 工 程 问题 上 的应 用 越 来 越 受 到 人 们
Abaqus模态分析报告实验报告材料
Abaqus模态分析报告实验报告材料一、引言模态分析是结构动力学中的重要分析方法，它用于确定结构的固有频率和振型。
Abaqus 作为一款功能强大的有限元分析软件，为模态分析提供了高效、准确的解决方案。
本报告将详细介绍使用 Abaqus 进行模态分析的实验过程、结果以及相关分析。
二、实验目的本次实验的主要目的是通过 Abaqus 软件对给定的结构进行模态分析，获取其固有频率和振型，评估结构的动态特性，并为后续的结构设计和优化提供依据。
三、实验模型实验所分析的结构为一个简单的悬臂梁，其几何尺寸为长1000mm，宽 100mm，高 50mm。
材料属性为弹性模量 E ＝ 21×10^11 Pa，泊松比ν ＝ 03，密度ρ ＝ 7800 kg/m³。
四、实验步骤1、模型建立在Abaqus/CAE 中创建部件，使用草图工具绘制悬臂梁的截面形状，然后通过拉伸操作生成三维实体模型。
定义材料属性，将弹性模量、泊松比和密度等参数输入到材料定义中。
划分网格，采用合适的网格类型和尺寸，以保证计算精度和效率。
2、边界条件设置在悬臂梁的固定端设置完全固定约束，即限制所有自由度。
3、分析步设置创建模态分析步，指定分析的模态阶数。
4、求解提交作业进行求解计算。
五、实验结果1、固有频率求解完成后，得到了悬臂梁的前 5 阶固有频率，分别为：一阶固有频率：f1 ＝ 5234 Hz二阶固有频率：f2 ＝ 31567 Hz三阶固有频率：f3 ＝ 78912 Hz四阶固有频率：f4 ＝ 125678 Hz五阶固有频率：f5 ＝ 187534 Hz2、振型各阶固有频率对应的振型如下：一阶振型：悬臂梁在垂直方向上的弯曲振动，固定端振幅为 0，自由端振幅最大。
二阶振型：悬臂梁在水平方向上的弯曲振动，固定端振幅为 0，自由端振幅最大。
三阶振型：悬臂梁的扭转振动，固定端扭转角为 0，自由端扭转角最大。
四阶振型：悬臂梁在垂直和水平方向上的复合弯曲振动，振幅分布较为复杂。
ABAQUS响应谱分析各阶模态效应组合方式
ABAQUS响应谱分析各阶模态效应组合方式一般情况，结构在外界激励作用下各阶模态响应峰值不可能同步出现。
因此有必要选择一种合理的模态效应组合方式，以准确估计结构在外界激励作用下的总体响应峰值。
多数情况下，采用各阶模态效应绝对值相加的方法得到响应结果过于保守。
所以针对不同激励和结构频率特征，研究人员找到了一系列更有效的模态效应组合方法。
ABAQUS程序提供了7种组合方式，其中常用的模态效应组合方法有：ABS法、SRSS法、NRL法、CQC法、TEMP法。
1、ABS方法：ABS方法在所有模态组合方法中最保守，它直接将各阶模态响应绝对值相加，这就意味着在外激励作用中，各阶模态峰值响应将同时发生。
对应多数情况，这样的估计是偏于保守的。
ABS方法组合过程如公式（1）所示：（1）式中为在k方向上第i（响应变量）类各阶模态峰值响应组合。
2、SRSS方法：对于结构各阶固有频率ω较分散的情况，建议采用SRSS法具有较高精度。
SRSS法不像ABS法那么保守，更偏于实际。
SRSS方法组合过程如公式（2）所示：（2）3、NRL方法隶属于美国国家海军的研究机构考虑到ABS方法及SRSS方法的优点，将ABS方法及SRSS方法结合起来，建立了NRL方法。
该方法将影响最大的第β阶模态单列出来，用ABS方法进行考虑，而其它各阶模态则按照SRSS方法进行组合。
NRL方法组合过程如公式（3）所示：（3）4、TEMP方法TEMP方法是源于美国原子能机构（1976年）的推荐。
TEMP方法考虑到相近频率的耦合效应，对SRSS方法进行修正。
TEMP方法认为，当第α阶固有频率与第β阶固有频率相差在10％以内时，应该考虑α、β阶模态的耦合效应。
TEMP方法组合过程如下式（4）所示：（4）其中，并且，当模态固有频率分散较大时，耦合效应不明显，此时采用TEMP方法结果趋于用SRSS方法分析的结果。
5、CQC方法CQC方法采用完全二次组合方法来考虑固有频率相近的模态之间的耦合效应，CQC方法的组合过程如下式（5）所示：（5）其中ραβ为第α阶和第β阶模态交叉耦合因子，取值由α、β阶固有频率及阻尼比确定，如下式（6）所示:（6）其中.若结构固有频率较分散时，模态交叉耦合因子较小，，此时CQC 方法分析结果与SRSS方法相接近。
基于Abaqus的模态分析方法对比及验证
基于Abaqus的模态分析方法对比及验证作者：史冬岩庄重高山宋经远来源：《计算机辅助工程》2013年第05期摘要：模态分析是目前研究结构动力学特性的重要方法，已经成为解决现代复杂结构动态特性设计的重要手段，模态分析对计算模型有效性验证和结构优化都能起到指导作用.在对比分析现有模态分析方法基础上，利用Abaqus对Lanczos方法下2种单元类型模型进行对比分析，并与理论值进行比较.关键词：薄板；模态分析； Abaqus中图分类号： O34；TB115.1文献标志码： B引言模态分析技术从20世纪60年代后期发展至今，已日趋成熟.它与有限元分析技术一起，成为结构动力学的2大支柱.模态分析是结构动力学中的一种“逆问题”分析方法，与传统的“正问题”方法（主要指有限元法）不同，其建立在试验（或实测）的基础上，采用试验与理论相结合的方法处理工程中的振动问题.目前，模态分析技术已发展成为解决工程中振动问题的重要手段，广泛应用在机械、航空航天、土木、建筑、造船和化工等领域.我国在这方面的研究，无论在理论上，还是在应用上，都已取得很大成果.本文基于Abaqus软件，针对软件中所给出的2种模态分析方法以及单元类型进行对比分析，并与理论结果进行对比，从而验证模态分析的有效性及其差异.[1]1模态分析方法概述1.1子空间迭代法子空间迭代法是求解大型矩阵特征值问题最常用、最有效的方法之一，子空间迭代法的目的是求出系统的前m阶特征解，满足2实例分析验证2.1薄板有限元模型建立为验证Abaqus软件所使用的模态分析方法的有效性，分别采用实体单元和壳单元对薄板进行模态分析，并与理论计算结果进行对比.按主汽轮机有限元建模方法建立薄板的有限元模型，所选取的薄板尺寸为1 m×1 m×0.04 m.薄板有限元模型见图1.2.2基于Abaqus的模态分析结果采用Lanczos法对薄板模型进行模态分析，提取前10阶模态.采用实体单元薄板和壳单元薄板的前5阶模态振型，见图2.可知，2种单元所计算出的模态振型除第4和5阶略有不同外，其余振型完全相同.[6]2种模型情况下，薄板的前10阶模态频率见表1，可知，2种单元所计算出的频率结果相差较小，最大频率差为0.166 3%.（a）实体单元薄板有限元模型（b）壳单元薄板有限元模型2.4结果对比所得到的3组频率数值见表2，可知，3组频率最大相差为1.848%，结果相差较小.3结论（1）Lanczos算法是一种新发展起来的特征值算法，是将向量迭代法与RayleighRitz法巧妙结合的一种方法，对于同样的问题，它比子空间迭代法快5～10倍.（2）实体单元与壳单元在模态分析中所得到的振型基本相同，在计算薄板的模态分析中，二者最大频率差为0.166 3%，其与理论解的最大频率差为1.848%，均在可接受的范围内.（3）采用Abaqus软件对实体进行模态分析，能较准确地得到实体的模态振型以及各阶频率.对薄板等结构进行分析时，采用壳单元能够降低工作量并提高计算效率.参考文献：[1]傅志方，华宏星. 模态分析理论与应用[M]. 上海：上海交通大学出版社， 2000.[2]RAO S S. 机械振动[M]. 李欣业，张明路，译. 4版. 北京：清华大学出版社， 2009.[3]倪振华. 振动力学[M]. 北京：清华大学出版社， 2009.[4]许本文. 机械振动与模态分析基础[M]. 北京：机械工业出版社， 1998.[5]白化同，郭继忠. 模态分析理论与实验[M]. 北京：北京理工大学出版社， 2001.[6]CHAURL Ming，张巧寿. 用模态质量分布识别局部模态[J]. 国外导弹与航天运载器，1990（6）： 8185.[7]赵均海. 弹性力学及有限元[M]. 武汉：武汉理工大学出版社， 2008.（编辑陈锋杰）。
基于ABAQUS的某车架结构的模态分析_丁志宝
可以分析整车的 性 能 ， 还可以对其结构设计进行
３］ 近年来 ， 国内许多学者利用有限元法对车 评价 ［ ．
以弹簧 －质量振动的动力学问题为例 ， 弹簧的 内力为 ｋ 则运动方程变为 ｍ 弹 ｕ， ｕ＋ ¨ ｋ ｕ－Ｆ＝０． 簧质量系统的固 有 频 率 为 ω， 则质量块被移动后 再释放 ， 它将以这个频率振动 ． 如果按照此频率施 加一个动态的外 力 ， 质量块位移的幅度就会大大 增加 ， 引发共振 ； 因此 ， 在产品设计中 ， 应设法避开 产品的固有频率 和 载 荷 频 率 的 过 分 接 近 ． 结构的
３］ ， 但各阶模态对系统振动的贡献度不同 ， 一 呈现 ［
的平方根 ｉ 是结构的 第ｉ 阶 固 有 频 率 ， φ 是相应 ， 的第ｉ 阶特征向量 ， 即称为模态 （ 又称为振型 ） 它 是结构在第ｉ 阶振型下的变形状态 ． 对结构进行模态分析的主要步骤有 ： ） 建模 ． 首先建立模态分析的动力学模型 ， 然 １ 后定义结构的密 度 ． 本文中车架所使用的材料为 ／ 密度为 ７ 弹性 Ｌ ３ ３ ５、 Ｌ ３ ３ ０ 和 ＱＴ ４ ５ ０， ８ ０ ０ｋ ｍ， ｇ
动力学的 平 衡 方 程 ｍ ｕ＋ ¨ Ｉ－Ｆ＝０ 中 ， ｍ是 结构的质量 ， ｕ 是 结 构 的 加 速 度， ¨ ｕ 表 示 位 移， Ｉ 是结构的 内 力 ， 其中 Ｆ 是 施 加 在 结 构 上 的 外 力，
６］ 阻尼 ） 组成 ［ 内力Ｉ 由结构变形和运动 （ ．
确定结构或机械零部件的振动特性并得到结构固
收稿日期 ： ２ ０ １ ３ ６ ５ －０ －２
， 通信作者 ：文学洙 （ 男， 博士 ， 副教授 ， 研究方向为机构学与机械动力学 ． １ ９ ６ ３—）
Abaqus模态分析实验报告
（一）创建部件1：模块：部件2：从菜单栏中选择部件→创建，弹出创建部件对话框，将名称修改为Dizuo，模型空间为三维，类型选择可变形，形状选择实体，类型为旋转。
采用SI（mm）量纲，将大约尺寸修改为200，比最大尺寸稍大。
3：点击继续，进入草绘模式，绘制如下截面草图。
4：按下鼠标中键退出草绘模式，弹出编辑旋转对话框，将角度修改为360度，点击确定。
5：旋转得到的实体如下6：点击创建实体：拉伸工具，为实体拉伸选择一个合适的平面，点选一条合适的边作为草绘的参照，进入草绘模式7：绘制如下的截面草图。
8：按下中键退出草绘模式，弹出编辑拉伸对话框，将类型修改为指定深度，深度修改为20，并选择正确的拉伸方向。
9：点击确定，完成拉伸10：点击创建基准平面：一线一点工具，选择一条直线，基准面将通过它；再选择已选直线外的一点，就可以将基准平面确定下来。
11：点击创建基准平面：从已有平面偏移工具，选择上一步创建的平面为偏移所参照的平面，选择输入大小以设定偏移，确定偏移方向，输入偏移距离为6，就可以将新的基准平面确定下来。
12：点击创建实体：拉伸工具，选择上一步创建的平面为草绘平面，点选一条合适的轴作为草绘参照，进入草绘模式，绘制如下截面13：按下鼠标中键退出草绘模式，弹出编辑拉伸对话框，类型为指定深度，深度为12，拉伸方向垂直屏幕向外14：点击确定，拉伸的结果如下图15：使用创建实体：拉伸命令和创建切削：拉伸命令依次创建剩下的特征，如下图所示最后的结果如下图（二）定义材料和截面属性1：模块：属性2：点击创建材料工具，弹出编辑材料对话框，名称改为steel，通用→密度，输入密度为7.85e-93:力学→弹性→弹性，输入弹性模量2.1e5，泊松比为0.3，点击确定4：点击创建截面工具，弹出创建截面对话框，将名称修改为Dizuo_Section，类别为实体，类型为均质点击继续，在弹出的编辑截面对话框中选择确定5：点击指派截面工具，选择整个部件为要指派截面的区域，点击完成，弹出编辑截面指派对话框点击确定，整个模型变为绿色（三）生成装配件1：模块：装配2：点击创建实例工具，弹出创建实例对话框，点击确定（四）定义分析步和指定输出要求1：模块：分析步2：点击创建分析步工具，弹出创建分析步对话框，修改名称为Dizuo_Load，程序类型选择线性摄动、频率。
abaqus模态分析课程设计
abaqus模态分析课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解并掌握Abaqus软件中模态分析的基本原理和数学模型；2. 学习并掌握Abaqus进行模态分析的步骤和方法；3. 掌握如何解读Abaqus模态分析的结果，包括振型、固有频率等关键参数。
技能目标：1. 能够独立操作Abaqus软件，完成模态分析的模型建立、边界条件设置、求解及结果分析；2. 能够利用Abaqus进行简单的结构优化，提升结构动力性能；3. 能够将Abaqus模态分析结果与实际工程案例相结合，进行问题分析和解决。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对工程问题分析的严谨态度，提高学生的工程素养；2. 激发学生对结构动力学研究的兴趣，培养学生的创新意识和探索精神；3. 强化团队合作意识，提升学生在团队项目中的沟通与协作能力。
本课程针对高年级本科生或研究生，结合学科特点和教学要求，注重理论知识与实际应用的结合。
通过本课程的学习，学生将能够掌握Abaqus模态分析的基本技能，为今后从事工程领域的研究和工作奠定坚实基础。
同时，课程设计注重培养学生的科学素养、创新能力和团队协作精神，使学生在知识、技能和情感态度价值观等方面得到全面提升。
二、教学内容1. Abaqus模态分析基本原理：介绍模态分析的概念、目的和数学模型，包括振动方程、固有频率和振型的求解方法。
教材章节：第2章 结构动力学基础理论。
2. Abaqus软件操作基础：讲解Abaqus软件界面、文件操作、模型建立和网格划分等基本操作。
教材章节：第3章 Abaqus软件操作基础。
3. 模态分析步骤及操作：详细讲解模态分析的步骤，包括模型建立、边界条件设置、求解设置和结果提取等。
教材章节：第4章 模态分析。
4. 结果分析与优化：教授如何解读模态分析结果，并对结构进行优化以提升动力性能。
教材章节：第5章 结果分析与优化。
5. 实际工程案例应用：结合实际工程案例，让学生运用所学知识解决实际问题。
结构模态仿真分析通用指南
结构模态仿真分析通用指南引言：结构模态仿真分析是结构工程师在设计和分析结构时常用的一种工具。
通过模态仿真分析，工程师可以了解结构在特定频率下的振动状态，识别出潜在的问题，并进行优化设计，以确保结构在振动工况下的性能满足需求。
本文将介绍结构模态仿真分析的基本流程和一些常用工具。
一、建立结构模型1.确定结构类型和尺寸：根据设计需求和材料特性，确定结构的类型和尺寸。
2.建立三维模型：使用计算机辅助设计（CAD）软件，绘制结构的三维模型，并保证模型准确无误。
3.设置边界条件：确定结构的边界条件，包括约束和加载情况。
约束是指结构的限制条件，如支座和固支；加载是指施加到结构上的力或位移。
二、创建有限元网格1.网格划分：将结构模型划分为有限元网格。
网格的划分需要根据结构的几何形状和材料特性进行合理的选择。
2.网格优化：优化网格的密度和尺寸，以保证在仿真计算中获得准确的结果。
过细或过粗的网格都会对结果产生影响。
三、选择仿真软件1. 选择类型：根据结构的类型和仿真需求，选择合适的仿真软件。
常用的仿真软件包括ANSYS、ABAQUS和Nastran等。
四、定义材料属性1.选择材料：根据结构的材料特性选择合适的材料。
常见的结构材料包括钢、混凝土和木材等。
2.定义材料属性：在仿真软件中，根据材料的力学特性，定义材料的弹性模量、泊松比和密度等属性。
五、进行模态分析1. 设置分析类型：在仿真软件中，选择模态分析类型。
常见的类型包括固有频率（Eigenfrequency）分析和模态超限分析。
2.设置参数：根据需求，设置分析所需的参数，如求解方法、频率范围和输出格式等。
3.运行仿真：启动仿真计算，并等待计算结果。
六、分析模态振型和刚度矩阵1.分析振型：根据仿真结果，分析模态的振型。
振型是描述结构在不同模态下的振动形态的一种数学表示。
2.分析刚度矩阵：根据振型和模态的特征频率，分析结构的刚度矩阵。
刚度矩阵是描述结构在不同模态下的刚度特性的一种数学表示。
基于Abaqus的模态分析方法对比及验证
目前 ， 模 态分 析 技 术 已发 展 成为 解决 工 程 中振
动 问题 的重要手 段 ， 广 泛 应 用 在机 械 、 航空航天 、 土
子空间迭代法是求解大型矩阵特征值问题最常
用、 最有 效 的方 法之 一 ， 子 空 间迭代 法 的 目的是 求 出
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：ｔ ｈ ｉ ｎ ｐ ｌ ａ ｔ ｅ；ｍｏ ｄ ａ ｌ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ；Ａｂ ａ ｑ ｕ ｓ
Ｏ 引 言
模 态分 析技 术 从 ２ ０世 纪 ６ ０年 代 后 期 发 展 至 今， 已Ｅ ｔ 趋成熟 ． 它 与 有 限元 分 析 技 术 一起 ， 成 为结 构 动力 学 的 ２大支 柱 ． 模 态 分 析 是结 构 动 力 学 中 的
第２ ２卷 增 刊 ２ ２ ０ １ ３年 １ ０月
计 算 机 辅 助 工 程
Ｃｏ ｍｐ ｕ ｔ ｅ ｒ Ａｉ ｄ ｅ ｄ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｉｎ ｒ ｇ
Ｖｏ １ ． ２ ２ Ｓ ｕｐ ｐ １ ． ２ ０ｃ ｔ ．２ ０１ ３
文章编号 ： １ ０ ０ ６—０ ８ ７ １ （ ２ ０ １ ３ ） ｓ ２ － ０ ４ ３ ２ ・ ４ ０
异． ［
种“ 逆 问题 ” 分析方法 ， 与传统 的“ 正 问题 ” 方 法
（ 主要 指有 限元法 ） 不同， 其建 立在 试验 （ 或实测） 的 基础上 ， 采用 试验 与 理论 相 结 合 的方法 处 理 工 程 中
的振 动 问题 ．
１ 模 态分析 方 法概 述
１ ． １ 子 空间迭 代法
基于 Ａ ｂ ａ ｑ ｕ ｓ 的模 态分 析 方 法 对 比及 验 证
史冬 岩 ， 庄重 ， 高山， 宋 经远
abaqus模态分析操作流程
abaqus模态分析操作流程Modal analysis in Abaqus is a crucial step in understanding the dynamic behavior of a structure. 模态分析是在Abaqus中理解结构动态行为的关键步骤。
It involves determining the natural frequencies and mode shapes of a structure, which are essential for predicting its response to dynamic loads. 这涉及确定结构的固有频率和模态形状，这对于预测其对动态载荷的响应是必不可少的。
The process of conducting a modal analysis in Abaqus involves several steps, from defining the materials and geometry of the structure to interpreting the results. 在Abaqus中进行模态分析的过程涉及几个步骤，从定义结构的材料和几何形状到解释结果。
In this discussion, we will explore the operation flow of modal analysis in Abaqus, highlighting the key considerations and best practices for obtaining accurate and meaningful results. 在本讨论中，我们将探讨Abaqus中模态分析的操作流程，重点介绍获得准确而有意义结果的关键考虑因素和最佳实践。
The first step in conducting a modal analysis in Abaqus is to define the materials and geometry of the structure. 在Abaqus中进行模态分析的第一步是定义结构的材料和几何形状。
在台式机箱整机振动分析中Abaqus的应用
1模型的建立在该型号机箱中，双光驱位于顶部，两块硬盘布置于机箱的底部，硬盘固定于由钢板围成的笼形空间。
硬盘在机箱上的固定方式主要分为螺丝固定以及无螺丝免工具拆卸设计。
无螺丝设计方便维修保养以及升级，大大提高了用户体验性，但同时也对机架的设计以及仿真提出了巨大挑战。
图1 硬盘及固定方式示意图本文中，硬盘覆盖以通过塑胶硬盘架固定，硬盘架通过装配卡合的方式固定在笼式硬盘架中，再通过铆接及螺丝固定的方式与整机进行连接。
塑胶硬盘架的设置对于隔离硬盘振动、方便拆装有着重要的意义。
机箱作为钣金件组合体，是典型的板壳结构，因此主要采用shell单元，利用原有三维设计图档，采用Hyper mesh抽取中性面并划分网格，1.1 Abaqus/Standard分析设定为在有限元分析中尽量考虑机箱的结构力学特性，又能简化计算，提高计算速度，引入如下的假设和处理方法：显卡及主板采用PCB材料，电源、硬盘等只需考虑质量，所以将其定义为刚体，并给予一定的密度，同时充分利用ABAQUS自动计算并调整参考点至质心的功能建立参考点来定义。
作为钣金件组合体，台式机箱存在大量的铆接及螺栓固定的部位，在频率分析中至今也没有比较完善的理论来准确描述频率分析中各种连接方式以及接触对，这也是频率分析中的难点，为此，结合分析的经验，对各种接触行为如铆接、螺丝固定、装配配合等分别进行处理，在建立过程中，按主-从公式定义基于表面的约束，一般选材料较软和网格划分较密为从属表面。
Abaqus提供了三种求解振型的方法：Lanczos方法、Subspace方法及AMS(自动多重子结构)方法，三种方法各有优缺点，分析中采用了默认的Lanczos方法，其优点是它的可行性及高效性以及支持稀疏矩阵方法。
2.Abaqus/Standard模拟结果对于描述的机箱结构模型(图2)，用Abaqus进行模态分析，模态分析结果见如下表：表1 原始设计振型描述图2 硬盘架设计由于机箱结构模型主要以薄板为主，所以存在大量局部模态，导致模态密集，且主要以板的变形为主。
Abaqus全面分析教程
1、几何建模 Part
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导入Part
Pro/E等CAD软件建好的模型后，另存成iges、sat、step等格式； 然后导入Abaqus可以直接用。
推荐采用step格式文件导入！
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创建Part
如同其他CAE软件，Abaqus的建模功能有限，只适合建立简单Part， 如跌落分析中的地面等。
去倒角
Repair Small Faces可以理解为去除小面。 Repair Small Faces通常用于简化模型，如去倒角 1、选择要去掉的小面（按住Shift，左键拾取可 进行多选）
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2、划分网格 Mesh
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Mesh
Mesh模块专有
Partition分割，化复为简 拓扑修改，该省就省
SI(mm) mm
US Unit in
N
1bf
T (103kg)
1bf s2/in
s
s
MPa mJ (10-3J)
t/mm3 mm/s2
psi in 1bf 1bf s2/in4
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分析流程九步走
1、几何建模 Part 2、划分网格 Mesh 3、特性设置 Property 4、建立装配体 Assembly 5、定义分析步 Step 6、相互作用 Interaction 7、载荷边界 Load 8、提交运算 Job 9、后处理 Visualization
5、设置孔的直径
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倒角
Create Round or Fillet倒圆角与Creaste Chamfer倒直角。 现以Create Round or Fillet为例说明如何倒圆角： 1、选择要进行倒圆角的边（按住Shift，左键拾取可 进行多选） 2、指定圆角半径
ABAQUS在主板模态分析中的应用
ABAQUS在主板模态分析中的应用陈晓慧联想集团创新设计中心摘要：本文以电脑主板PCBA为研究对象，基于有限元分析软件Abaqus，构建了参数化模型，对其进行了模态分析。
为保障PCBA的可靠性，模拟如何优化台式机主板胶垫的位置，提高其一阶固有频率和减小芯片的变形，使其在非共振条件下工作，减小因震动给PCBA带来的影响。
以解决主板在震动过程中出现的主板上的内存脱出的问题。
关键词：主板胶垫，Abaqus，固有频率，模态分析，引言随着电子产业的发展，台式机的应用范围越来越广泛，不可避免的要应用于各种恶劣的环境中。
恶劣的环境对机箱的影响很大，尤其是振动冲击。
PCBA又是振动失效问题的核心，在振动环境下，PCBA 对振动的敏感性已经影响到整板的性能和系统的稳定性。
因此，为保证PCBA 的可靠性，采用ABAQUS有限元模态分析方法对PCBA的振动特性进行研究，对在不同的固定方式下的一阶固有频率和振型进行比较分析，并提出了优化意见。
描述在某型号电脑的震动测试中发现，其主板上的内存条在震动过程中会发生脱出现象。
经过初步分析，内存条脱出主要是由于质量较大的Heatsink的震动引起主板变形造成的。
为了解决这个问题，我们采用ABAQUS的模态分析，通过优化主板胶垫的位置，提高其一阶固有频率，减小主板的变形。
1.有限元模型的建立由于只需要知道增加胶垫或者移动胶垫位置后的主板的固有频率的横向对比，因此我们可以将有限元模型简化。
主板的有限元网格模型选用壳单元，主板上的组件选用Ⅰ阶六面体单元。
几何模型及有限元模型如下图1和图2所示。
图1. 几何模型图2. 有限元模型初始设计的主板胶垫的分布位置如图3所示。
主板胶垫位于主板的下面，一面通过粘胶粘在电脑机箱上，一面与主板接触，起到支撑和约束作用，可以抵消一部分主板的变形。
图3.初始设计胶垫位置分布由实际的实验测试结果可知，初始设计的这种主板胶垫的分布位置导致了此PCBA的内存条在机箱的震动测试中发生脱出。
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Abaqus对台式机箱结构模型进行模态分析
1模型的建立在该型号机箱中，双光驱位于顶部，两块硬盘布置于机箱的底部，硬盘固定于由钢板围成的笼形空间。
硬盘在机箱上的固定方式主要分为螺丝固定以及无螺丝免工具拆卸设计。
无螺丝设计方便维修保养以及升级，大大提高了用户体验性，但同时也对机架的设计以及仿真提出了巨大挑战。
本文中，硬盘覆盖以通过塑胶硬盘架固定，硬盘架通过装配卡合的方式固定在笼式硬盘架中，再通过铆接及螺丝固定的方式与整机进行连接。
塑胶硬盘架的设置对于隔离硬盘振动、方便拆装有着重要的意义。
机箱作为钣金件组合体，是典型的板壳结构，因此主要采用shell单元，利用原有三维设计图档，采用Hyper mesh抽取中性面并划分网格，
1.1 Abaqus/Standard分析设定
为在有限元分析中尽量考虑机箱的结构力学特性，又能简化计算，提高计算速度，引入如下的假设和处理方法：
显卡及主板采用PCB材料，电源、硬盘等只需考虑质量，所以将其定义为刚体，并给予一定的密度，同时充分利用ABAQUS自动计算并调整参考点至质心的功能建立参考点来定义。
作为钣金件组合体，台式机箱存在大量的铆接及螺栓固定的部位，在频率分析中至今也没有比较完善的理论来准确描述频率分析中各种连接方式以及接触对，这也是频率分析中的难点，为此，结合分析的经验，对各种接触行为如铆接、螺丝固定、装配配合等分别进行处理，在建立过程中，按主-从公式定义基于表面的约束，一般选材料较软和网格划分较密为从属表面。
Abaqus提供了三种求解振型的方法：Lanczos方法、Subspace方法及AMS（自动多重子结构）方法，三种方法各有优缺点，分析中采用了默认的Lanczos方法，其优点是它的可行性及高效性以及支持稀疏矩阵方法。