中望结构仿真算例教程（二）：细长杆模态分析
模态分析是研究结构动力特性一种方法，一般应用在工程振动领域。其中，模态是指机械结构的固有振动特性，每一个模态都有特定的固有频率、阻尼比和模态振型。分析这些模态参数的过程称为模态分析。本案例通过对一个细长杆的仿真，来了解中望仿真模态分析的步骤。
点击工具栏中【文件】→【打开】，导入模型对话框，点击【casepole.stp】，导入细长杆模型，如图1所示。
▲ 图1. 导入模型
本案例中单位制采用MMKS。
点击工具栏中【仿真】→【预处理】→【单位管理】打开单位设置对话框，本例中单位如图2所示。
▲ 图2. 单位设置
点击工具栏中【仿真】→【中望App】→【新建结构仿真任务】打开新建仿真任务对话框，选择模态分析进入模态仿真页面，如图3所示。
▲ 图3. 新建仿真任务
本例设置求解阶数为5阶。
点击工具栏中【中望结构仿真】→【任务选项】打开任务选项对话框，方法选择默认方法，模态数设置为5，即求解锥齿轮模型的前5阶固有频率及振型，点击【确认】完成设置，如图4所示。
▲ 图4. 设置求解阶数
本例材料属性为Alloy Steel。
右键点击节点树下的【频率和振动】→【几何】→【casepole】→【S1(实体)】，点击【编辑材料】打开材料库对话框，在【用户】选项处右键，选中【创建材料】,按图5所示设置好材料属性，并命名为【Alloy Steel】，点击【确认】后再次点击【确认】，返回节点树界面，【S1(实体)】自动更改为【S1 (Alloy Steel)(实体)】,说明Alloy Steel的材料属性已成功赋予给几何体。
▲ 图5. 模型材料设置
本例约束方式为固定约束，约束位置为细长杆的下端面。
右键点击节点树下的【频率和振动】→【约束】，点击【固定约束】打开约束设置对话框，在实体中选中几何体的下端面，点击【✔ 】完成，如图6所示。
▲ 图6. 施加固定约束
本例网格尺寸为5.8504mm，容差为0.01mm，使用ZW网格划分器划分网格。
右键点击节点树下的【频率和振动】→【网格】，点击【生成网格】打开网格创建对话框，理论上网格数量越多，网格划分就越精细，计算越准确，但仿真时间也将增加，一般保持默认设置即可，网格器选择ZW，划分方式选择标准，网格尺寸设置为5.8504mm，公差设置为0.01，单元类型设置为3D-四面体，在选项中选择二阶以生成二阶网格，点击【✔】完成网格划分设置，如图7所示。
▲ 图7. 网格划分
右键点击节点树下的【频率和振动】→【结果】，点击【运行计算】运行求解器计算。进度栏中会显示当前仿真进度，运行结束后，将在节点树下会出现一些默认的结果。如图8所示。
▲ 图8. 仿真计算
在节点树【频率和振动】→【结果】下可查看求解结果云图，如图9所示。
▲ 图9. 结果查看与后处理
如需查看更多结果，可点击工具栏中的【中望结构仿真】→【结果】→【新建结果】打开结果绘图对话框，选择想要查看的结果，点击【确认】，结果云图将被添加到节点树的【结果】下，双击新添加的结果即可显示结果云图，如图10所示。
▲ 图10. 查看更多结果云图（a）
▲ 图10. 查看更多结果云图（b）
如需查看固有频率结果，可点击工具栏中的【中望结构仿真】→【结果】→【结果数据表】打开结果列表对话框，下拉时间步长/频率/本征栏，即可查看每阶模态对应的固有频率，如图11所示。
▲ 图11. 查看固有频率
如需查看节点和单元数据，点击工具栏中【中望结构仿真】→【结果】→【结果数据表】打开结果列表对话框，选择想要查看的数据，点击【确认】，即可查看相应的数据列表，如图12所示。
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▲ 图12. 查看数据列表
