模态02-实体和薄壳

专注于仿真分析和振动分析

00 导读

    模态分析是最基本的，也是最重要的动力分析类型。不夸张的说，做好模态分析可以帮助解决绝大多数工程中的动力学问题。所以深入研究模态分析也非常有意义和必要。本文研究模态分析中壳单元和实体单元的区别。

01 研究背景

对于薄壁实体结构，抽壳是一个常规操作，一般用于大幅减少求解规模。在模态分析中，壳单元和实体单元存在一个明显的区别，会导致求解结果有一定的偏差，这一点常常不为人知。

02 几何模型

   几何模型如下图所示。

03 材料模型

    本文使用到的所有材料参数如下。

    线弹性。

04 网格划分

    网格如下图所示。

05 边界条件

    约束管子根部。

06 仿真分析

    模态频率和模态振型如下。

    一阶壳单元。

    二阶壳单元。

    二阶实体单元。

    汇总模态分析结果可得：

    01一阶和二阶壳单元的模态频率差别不大，可以认为是一致的。

    02二阶壳单元和二阶实体单元的模态频率相差8.5%，差距在工程上可以接受，但这么大的差距肯定是有原因的。

    注意查看以下质量，在几何模型层面的质量统计，壳和实体是一样的。在有限元模型层面的质量统计，壳和实体是不一样的。二阶壳单元和二阶实体单元的模态频率相差明显的原因由此可见一斑。

来源：华仿CAE