workbench模态分析详解（02）

本文摘要：在有限元结构分析中，对于薄壁结构，将实体模型转化为壳模型是很常见的简化方法。所以本文研究了模态分析中实体单元和壳单元的区别和联系，注意事项；详细解释了模态分析结论中模态参与系数，有效质量等概念；

00 几何模型

01 使用实体单元进行模态分析

划分网格，详细设置见分析源文件；

边界条件；

模态分析，忽略阻尼；

求解结果；

02 使用线性壳单元进行模态分析

划分网格，详细设置见分析源文件；

边界条件；

模态分析，忽略阻尼；

求解结果；

03 使用二阶壳单元进行模态分析

过程和（02 使用线性壳单元进行模态分析）相似，但在划分网格环节，保留单元中间节点，求解结果；

04 实体单元和壳单元的区别和联系，注意事项；

    01 在本例中，从几何角度看，实体模型是可以转换为壳模型进行模态分析的。但三个分析的模态频率结果相差较大，其中二阶壳单元和实体单元的结果更接近一些，但相差还是较大。对二阶壳单元模型的网格进行细化，再次分析，求解结果如下，

加密网格后的求解结果和实体模型仍然存在差别。

     02 实体模型和壳模型的模态分析结果产生差别的原因在于：虽然实体模型和壳模型在mechanical中显示的质量是一致的，但它们参与计算的质量并不一样，这是因为壳单元和实体单元统计质量的方法不一样。

查看solution information，实体模型的质量：

查看solution information，线性壳单元模型的质量：

查看solution information，二阶壳单元模型的质量：

查看solution information，二阶壳单元网格细化模型的质量：

  03 综上所述，在实际项目中，进行模态分析，尽量不要抽壳，尽量使用原实体模型。如果必须减少计算量，必须抽壳的话，尽量使用二阶壳单元。并且要知道，抽壳法可能引起频率结果误差，比如本文的频率结果最大相差了10%，最小相差了1%。

05 模态分析结论中模态参与系数，有效质量等概念

详细内容和分析源文件见：收费内容