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。

如需获取完整教程及模型，请点此下载：细长杆模态分析.rar

1.导入模型
点击Ribbon栏中【File】→【Open】，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

2.单位设置
本案例中长度单位为mm，其他保持默认。

点击Ribbon栏中【Simulation】→【Pre-Processing】→【Unit Manager】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

3.新建仿真任务
点击Ribbon栏中【Simulation】→【ZwApp】→【New Structure】打开新建仿真任务对话框，选择Frequency and mode shapes进入模态仿真页面，如图3所示。

图3 新建仿真任务

4.设置求解模态阶数
本例设置求解阶数为5阶。
点击Ribbon栏中【ZWStructure】→【Task Option】打开任务选项对话框，Method选择Default method，No.of modes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【OK】完成设置，如图4所示。

图4 设置求解阶数

5.模型材料设置

本例材料属性为Alloy Steel。

右键点击节点树下的【Frequency and mode shapes】→【Geometry】→【casepole】→【S1(Solid)】，点击【Edit Material】打开材料库对话框，在【user】选项处右键，选中【Create Material】,按图5所示设置好材料属性，并命名为【Alloy Steel】，点击【OK】后再次点击【OK】，返回节点树界面，【S1(Solid)】自动更改为【S1 (Alloy Steel)(Solid)】,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

6.施加固定约束

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【Frequency and mode shapes】→【Constraint】，点击【Fixed Geometry】打开约束设置对话框，在Entities中选中几何体的下端面，Symbol Color设置为绿色，Symbol Size设置为100，点击【】完成约束设置，如图6所示。

图6 施加固定约束

7.网格划分

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【Frequency and mode shapes】→【Mesh，Mesh】，点击【Create Mesh】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，Mesher选择ZW，划分方式选择Standard，Mesh size设置为5.8504mm，Toleration设置为0.01，Element type设置为3D-Tetrahedron，在Options中选择Second order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

8.仿真计算

右键点击节点树下的【Frequency and mode shapes】→【Result】，点击【Calculate】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

9.结果查看与后处理

在节点树【Frequency and mode shapes】→【Result】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Ribbon栏中的【ZWStructure】→【Result】→【New Result Plot】打开结果绘图对话框，选择想要查看的结果，点击【OK】，结果云图将被添加到节点树的【Result】下，双击新添加的结果即可显示结果云图，如图10所示。

(a)

（b）

图10 查看更多结果云图

如需查看固有频率结果，可点击Ribbon栏中的【ZWStructure】→【Result】→【List Result】打开结果列表对话框，下拉Time Step/Freq/Eigen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Ribbon栏中【ZWStructure】→【Result】→【List Result】打开结果列表对话框，选择想要查看的数据，点击【OK】，即可查看相应的数据列表，如图12所示。

图12 查看数据列表

10.生成算例报告

点击Ribbon栏中【Simulation】→【Report】打开报告对话框，选择想要输出的报告内容，点击【Publish】，即可生成相应的算例报告，如图13所示。

图13 生成算例报告