ANSYS Workbench模态分析全攻略｜三种方法搞定振动难题
Workbench三大模态分析
无论自由振动、约束结构还是预应力工况
收好这份保姆级教程📝
一、💡模态分析是什么？
简单来说就是给结构做"体检"！
👉 🏻 检测固有频率：结构最容易振动的频率
👉 🏻 查看振型：结构振动时的变形姿态
就像给机械结构拍X光片，提前发现共振风险！
二、🌟三大模态分析流程详解
❶ 自由模态分析（放飞自我的振动）
适合场景：卫星、无人机等无约束结构
🛠 ️ 操作步骤：
1 ️⃣ 导入模型后直接进入Modal模块
2 ️⃣ 设置材料属性（密度必须填！）
3 ️⃣ 网格划分建议：
➤ 实体单元用Hex Dominant（六面体为主）
➤ 薄壁结构用Quadrilateral Dominant
4 ️⃣ 求解前6阶模态（默认自动计算）
❗注意：前6阶频率接近0，是刚体运动
❷ 约束模态分析（戴着镣铐跳舞）
适合场景：机床底座、建筑支撑等固定结构
🛠 ️ 操作步骤：
1 ️⃣ 在Model模块添加Fixed Support
➤ 约束关键部位（如螺栓孔、安装面）
2 ️⃣ 设置Max Modes为实际需求阶数（建议≥10）
3 ️⃣ 打开Weak Springs防止刚体 位移
4 ️⃣ 对比自由/约束模态频率差异（通常约束后频率↑）
❸ 预应力模态分析（负重训练版振动）
适合场景：拉索桥梁、受压容器等预加载结构
🛠 ️ 操作步骤：
1 ️⃣ 先做Static Structural静力分析
2 ️⃣ 拖拽Modal模块到静力分析Solution上
3 ️⃣ 开启预应力选项：
Analysis Settings → Prestress → Yes
4 ️⃣ 对比有无预应力时的频率变化（受压结构频率通常↑）
三、🚨避坑指南（血泪经验总结）
1 ️⃣ 网格质量报警： ➤ 雅可比＞0.5，翘曲度＜20 ➤ 用Mesh Metric检测扭曲单元 2 ️⃣ 刚体 位移报错： ➤ 约束不足时开启Weak Springs ➤ 检查模型是否存在悬浮部件 3 ️⃣ 频率异常偏高： ➤ 检查密度单位（常错把kg/m³输成tonne/mm³） ➤ 确认约束未过约束
