在机械结构设计过程中，我们往往会对结构进行受力分析，或对机械结构的强度，振动等进行研究。因此，作为机械设计人员，不可避免的需要使用到ansys。今天给大家介绍如何使用ansys经典界面进行机械结构的模态分析。

下面介绍基础模态分析的方法：

工具：ansys12.0

步骤：

（1）选择分析类型

这里我们选择结构分析：【ANSYS Main Menu】——【Preferences】——【structure】

（2）选择材料属性，添加材料类型

【Preprocessor】——【Element Type】——【Add/Edit/Delete】——【Add】——在【Library of Element type】中点选Solid，在右侧空边框输入45，表示选择材料单元类型为Solid45 ——【OK】，如下图1-1。然后【Close】。点击【Material Props】——【Material models】——

                      图1-1   材料单元添加

出现【Define Material Model Behavior】对话框，这时候点选【Structure】——【Linear】——【Elastic】——【Isotropic】，出现【Linear Isotropic properties for Material numbers 1】添加材料属性参数，如图1-2所示。

                                         图1-2 材料属性定义窗口添加完成后，点击【OK】，然后回到【Define Material Model Behavior】对话框，点击【Density】，定义材料的密度，这里定义的方法和上述一致，不赘述。

如果导入的是部装图的话，可能部装下的部件材料特征不一样，这时候就需要继续定义材料属性，添加的方法是点击【Define Material Model Behavior】工具栏上的【Materail】——【New Model】——出现【Material Model Number2】,接着按照上述的方法对其进行材料属性的定义，定义完后可以看到【Define Material Model Behavior】对话框下如下图1-3显示状态。

                                  图1-3 定义两种材料属性

（3）导入待分析CAD模型

在工具栏左上角，【File】——【Import】——选取你所要分析的文件类型，这里有*igs，*x_t 等格式，我倾向于*x_t格式，导入后，可以看见ansys窗口显示出你导入的三维模型，如图1-4所示。

                                  图1-4 黑色背景下导入的三维模型 往往，我们由于论文或报告需要，要将ansys分析后的截图文件插入doc文档，ansys默认界面是黑色背景，这时候我们可以通过以下操作对背景进行修改。

ansys工具栏，【PlotCtrls】——【Style】——【Colors】——【Reverse Video】,这时候，你就可以看见背景由黑色背景变为白色背景了，如图1-5所示。

                                  图1-5 白色背景下导入的CAD模型（4）装配图下的Bool操作

由于本文导入的是两种材料的部装图，需要通过Modeling下的布尔 操作，对部件进行联接操作，否则，在划分网格的时候，ansys 会报错导致操作失败。

【Modeling】——【Operate】——【Booleans】——【Glue】——【Volumes】——出现【Glue Volumes】对话框，然后选择部装下的所有部件，然后点击【Ok】按钮，完成bool操作，如图1-6所示。PS:这时候，各个部件并没有形成一个整体，装配关系依然存在，可以通过体积编号看出来。体积编号的打开方法是：【PlotCtrls】——【Numbering Controls】——勾选【VOLU  Volume numbers】，on.

                                              图1-6 布尔操作后的模型 （5）网格划分

分别对两种不同材料的部件进行网格划分。首先，【Preprocessor】——【Meshing】——【Mesh Attributes】——【Default Attribs】——出现【Meshing Attributes】对话框，选择【MAT Material number】,即选择材料编号，与前面的材料属性定义时编号对应。如图1-7所示。

                                     图1-7 网格划分材料属性分配设置 然后，【Meshtool】,出现meshtool对话框，勾选【Smart Size】,调整网格划分精度，这里选取六级精度。点选【Mesh】，进入到【Mesh Volumes】界面，然后在ansys workspace窗口，选择相应材料属性的部件，然后OK。用同样的操作，完成另一张材料属性定义的部件的网格划分。划分后的网格模型如图1-8所示。

                                            图1-8 完成网格划分 （6）建立模态分析

选择【Solution】——【Analysis Type】——【New Analysis】——出现【New Analysis】对话框，勾选模态分析【Modal】，OK.

设置模态分析参数。点选【Analysis Options】——出现【Modal Analysis】对话框，设置分析方法，选择默认的【Block lanczos】，提取模态数【No.of modes to extract 】,这里设置为10阶模态数，根据需要进行设置。扩展模态阶数【NMODE No.of modes to expand】,设置为与提取模态数相同数目。如图1-9所示。

                                          图1-9模态分析参数设置当单击【OK】后，会弹出【Block Lanczos Method】对话框，这里需要设置模态分析的起始频率和最大频率，分别输入0,99999999，单击OK。

（7）求解分析

当前述都设置完成后，接下来就可以运行求解了。【Solve】——【Current LS】——出现【Solve Current Load Step】对话框，单击【OK】,运行求解。如图1-10。

                                     图1-10 运行求解（8）结果显示

提取模态分析结果。

【General Postproc】——【Read Result】——【First Set】提取一阶模态(PS:可以通过位于他下方的【Next Set】逐步提取后面的模态结果，或通过【Previous Set】提取某阶模态的前一阶分析结果)。——【Plot Result 】——【Contour Plot】——【Nodal Solu】——进入【Contour Nodal Solution Data】对话框，提取模态形变结果。如下图所示。

                                          图1-11a  1阶模态结果                                           图1-11b  5阶模态结果                                              图1-11c  8阶模态结果                                           图1-11d   10 阶模态结果

4阶模态的动态输出结果显示：