花开富贵------ANSYS Workbench周期对称模型的模态分析方法

      对于风扇叶片、螺旋桨类型的产品模态分析，往往采用循环对称的方式来进行计算，这样建立其中的一份，剩余的自动扩展计算就可以了，这样可以极大的缩小网格数量，降低计算量。在ANSYS Workbench中如何设置操作设置循环对称的方法呢？

在 ANSYS Workbench 中对风扇叶片、螺旋桨等循环对称结构进行模态分析的步骤如下：

1. 几何模型准备

创建基础扇区，在 DesignModeler 或外部 CAD 软件中，仅建模一个完整扇区（例如单个叶片及其对应的轮毂部分）。

确保扇区的两个边界（起始面和终止面）与旋转对称轴形成的角度为 360°/n（n 为叶片总数）。例如，对于 6 叶片风扇，单个扇区角度为 60°。

定义坐标系，在 DM 中创建全局坐标系，确保 Z 轴与旋转对称轴重合（即叶片绕 Z 轴旋转）。

2. 循环对称设置（Modal 模块）

导入几何到 Modal 分析系统，将扇区模型拖入 Modal 分析系统的 Geometry 模块。

进入 Mesh 模块，激活循环对称：右键点击 Mesh → Insert → Cyclic Symmetry。

选择循环对称类型：

Full Cyclic：适用于所有叶片完全相同的结构。

定义循环对称边界

Source Face：选择扇区的起始面（例如 0° 位置的面）。

Target Face：选择扇区的终止面（例如 60° 位置的面）。

Axis Definition：选择局部坐标系的 Z 轴作为旋转对称轴。

3. 网格划分优化

网格控制，对叶片边缘、轮毂等关键区域使用更精细的网格（如 Sizing 或 Inflation）。

确保循环对称面（Source 和 Target）的网格节点一一对应

4. 边界条件设置

固定约束，对轮毂内孔或轴连接部分施加 Fixed Support（全约束）或其他需要的约束

5. 求解设置

循环对称求解控制

双击 Setup 进入求解设置。在 Analysis Settings 中，设置 Max Modes to Find（通常 5-10 阶）。Cyclic Symmetry 选项，确保计算考虑循环特性。

启动求解，右键点击 Solution → Solve。

6. 结果查看与验证

模态结果扩展，将模型的一份扩展为整个模型

查看变形，点击 Solution → Insert → Total Deformation，查看不同频率下的变形。可以将结果进行按照频率排序

在 Details View 中，选择 Expanded Results 以查看整个模型的振动形态。

通过以上步骤，可大幅减少计算量（网格数量降为 1/n），同时保持分析精度。适用于叶片数量较多的风扇、螺旋桨等旋转机械的动力学分析。