基于ANSYS有限元法的平面悬臂梁模态分析

孙圣凯

【摘要】结构发生共振是工程中常见的问题之一，利用有限元分析软件ANSYS可以准确计算出结构固有频率，进而有效预估其振动特性，优化结构设计。本文以平面悬臂梁为例，介绍ANSYS软件的使用方法，并进行有限元模态分析，得出较为准确的计算结果。

【期刊名称】河南科技

【年(卷),期】2019(000)004

【总页数】3

【关键词】有限元；模态分析；ANSYS；固有振动频率

1 研究背景

模态分析是研究结构动力特性的一种方法，一般应用在工程振动领域。模态是指某一机械结构的固有振动特性。对机械结构的不同模态进行分析的过程叫做模态分析。模态分析可以作为动载荷结构设计的重要参考依据，其最终目标是识别出系统的模态参数，即模态频率、模态振型、模态质量、模态向量等，为结构系统的振动特性分析、振动故障诊断和预报乃至动力特性的优化提供参考依据。

悬臂梁是在材料力学中为了便于计算分析而得到的一个简化模型，其一端为固定支座，另一端为不受约束的自由端。在实际生产生活中，如红绿灯架、飞机机翼、树木枝干都可视为悬臂梁结构。悬臂梁在工作中很可能受到周期性载荷力的作用，此时若载荷频率与其固有频率相同，会产生共振，进而导致梁体出现扭转载荷和弯曲疲劳。如飞机机翼受到强气流的振动载荷，则应事先分析其