基于Hyperwork_OptiStruct的曲轴模态分析

       我们都听过士兵过桥的的故事（如下图），法国一队士兵迈着整齐的步伐经过一座坚固的桥梁，原本可以承载更多载荷的桥梁却发生断裂。原因就是桥梁发生共振，士兵行进的频率和桥的固有频率相近导致共振，这就是共振的危害。因此分析机械结构的固有频率、研究其振型，在机械设计中有非常重要的意义。

      本文采用车辆曲轴进行模态分析，曲轴在发动机中受到旋转离心力、往复周期性的惯性力，对其进行模态分析非常必要。应用的软件Hyperwork中的OptiStruct模块（具有效率高，计算精确的特点）。分析过程如下：

      (1).3D模型建立（建立曲轴简图以作示范）

      (2).网格的划分（本例采用实体网格）

      (3).材料及单元属性的创建

      (4).创建载荷和约束（约束模态分析，若自由模态分析可以不设置载荷和约束）

      (5).设置提取的模态阶数（自由模态分析阶数要大于6，因为自由模态前6阶为刚性运动而不是振动）

      (6).设置模态的频率范围

      (7).创建载荷步并提交计算

模态分析后，振型如下图：

        根据固有频率以及振型，对结构的尺寸、结构形状进行重新设计分析，使结构的固有频率避开激励频率，提高结构寿命。