【iSolver案例分享46】真空罐模态分析
1. 引言：
iSolver为一个完全自主的面向工程应用的通用结构有限元软件，对标Nastran、Ansys、Abaqus设计和实现，具备结构有限元常用分析类型和单元、材料、载荷等基础算法组件，精度和Abaqus一致。本文以真空罐模态分析为例，演示iSolver的分析流程，并将iSolver和Abaqus计算结果进行对比。
2. 模型背景
真空罐使用的材料为钢，弹性模量E＝200 GPa，油松比a＝0.3，使用单位量纲为mm、N、MPa。分析对象为轴对称三维实体结构，内压罐底部固支，内侧壁面受20MPa的负压载荷，为了减少计算量，采用四分之一模型进行模态分析。
内压罐为轴对称三维实体结构，内压罐底部固支，内侧壁面受20MPa的负压载荷，为了减少计算量，采用四分之一模型进行模态分析。
3. 建模
创建几何部件：
图1 创建几何
图2 赋予材料属性
定义输出：
图3 定义输出
设置边界条件及载荷：
图4 设置边界条件及载荷条件
采用C3D8R单元划分网格：
图5 划分网格
采用iSolver求解器进行计算。
图6 提交iSolver求解器计算
4. 结果对比
对比两者的计算结果。以下是前5阶固有频率的对比。
一阶振型的对比：
图7 Abaqus和iSolver计算的一阶振型对比（上: Abaqus，下：iSolve）
二阶振型：
图8 Abaqus和iSolver计算的二阶振型对比（上: Abaqus，下：iSolve）
三阶振型：
图9 Abaqus和iSolver计算的三阶振型对比（上: Abaqus，下：iSolve）
图10 Abaqus和iSolver计算的四阶振型对比（上: Abaqus，下：iSolve）
图11 Abaqus和iSolver计算的五阶振型对比（上: Abaqus，下：iSolve）
由此可见，iSolver与Abaqus求解器计算的模态分析结果基本一致，固有频率和振型计算结果吻合。
从模型的振型图可以看出，对于该结构，当其振动频率达到其固有频率时，其振幅远远超过其允许的位移量，这将导致结构的破坏。所以对于结构进行模态分析，分析其各的频率和振型，可以在实际生产和应用中有效避免共振现象的出现，从而避免破坏。
5. 结果对比总表如下
由以上结果云图分析可知，iSolver和ABAQUS两个求解器对同一模型分析的结果同一性较好，模态振型一致，具体数值分析见下表。
iSolver(E-5) |
ABAQUS(E-5) |
|
1阶模态 |
1.8 |
1.8 |
2阶模态 |
2.2 |
2.2 |
3阶模态 |
7.7 |
7.7 |
4阶模态 |
8.7 |
8.7 |
5阶模态 |
11.4 |
11.4 |
6. iSolver免费下载
iSolver为免费软件，且无license限制，最新版免费下载地址如下：
https://www.jishulink.com/content/post/337351
7. 以往iSolver案例
第 1 篇： 桥梁的模态分析案例
https://www.jishulink.com/content/post/1308235
第2篇：标准紧凑拉伸(CT)试样的弹塑性分析
https://www.jishulink.com/content/post/1311068
第3篇：理想弹塑性简支梁三点弯曲
https://www.jishulink.com/content/post/1312567
第 4 篇： 钢混 组合梁支梁三点 弯曲
https://www.jishulink.com/content/post/1314142
第 5 篇： 龙门架模态分析案例
https://www.jishulink.com/content/post/1787486
第 6 篇： 桁架 的跃越失稳
https://www.jishulink.com/content/post/1788519
第 7 篇： 内压 罐分析 案例
https://www.jishulink.com/content/post/1789593
第 8 篇： 三角桁架结构分析
https://www.jishulink.com/content/post/1793131
第 9 篇： 上承式公路拱桥
https://www.jishulink.com/content/post/1791578
第 10 篇： 单自由度振动隐式动力学
https://www.jishulink.com/content/post/1796589
第 11 篇： 电连接器端子变形分析
https://www.jishulink.com/content/post/1802796
第 12 篇： 无铰拱的几何非线性分析
https://www.jishulink.com/content/post/1805030
第 13 篇： 支架变形分析
https://www.jishulink.com/content/post/1808197
第 14 篇： 有缺口工字梁四点弯曲
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第 15 篇： 空间站太阳翼桅杆模态分析案例
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第 16 篇： 三维刚性壁面圆管声模态计算
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第 17 篇： 波纹钢腹板简支梁受弯分析
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第 18 篇： 一端开放圆管空气 声腔声 模态分析
https://www.jishulink.com/content/post/1830523
第 19 篇： 开口钢管桩的单轴压缩试验
https://www.jishulink.com/content/post/1836426
第 20 篇： 地基中波的传播特性
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第35篇：螺旋锚的抗弯性能测试
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第37篇：Spudcan的材料性质检测
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第38篇：海上桩的抗水平荷载测验
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第39篇：海上承台自振频率分析
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第42篇：塔架强度刚度建模分析
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第43篇：蜂窝芯子受压刚度分析
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