【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

https://www.jishulink.com/content/post/1813708

第 15 篇： 空间站太阳翼桅杆模态分析案例

https://www.jishulink.com/content/post/1819421

第 16 篇： 三维刚性壁面圆管声模态计算

https://www.jishulink.com/content/post/1821735

第 17 篇： 波纹钢腹板简支梁受弯分析

https://www.jishulink.com/content/post/1824652

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

https://www.jishulink.com/content/post/1842480

第21篇：自主化圆柱建模及静力分析

https://www.jishulink.com/content/post/1845836

第 22 篇： 铝制易拉罐的单向压缩试验

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第23篇：镂空钢板的承压测验

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第24篇：球面网壳模态分析

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第25篇：假肢脚踝受冲击荷载

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第26篇：欧拉梁单元弯矩计算

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第27篇：桩靴的承压测验

https://www.jishulink.com/content/post /1859305

第28篇：吸力桶的力学性能测试

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第29篇：弹塑性钢架桥梁的模态分析案例

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第30篇：压力容器受内压仿真案例

https://www.jishulink.com/content/post/1864926

第31篇：轴承受力分析

https://www.jishulink.com/content/post/1866684

第32篇：带柄板锚的力学性能测试

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第33篇：固土圆撑和加强筋构成的地基承载分析

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第34篇：异形支架受力分析

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第35篇：螺旋锚的抗弯性能测试

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第36篇：人工脊柱受压分析

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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40篇：壳单元几何非线性Benchmark校核01

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第41篇：承力方梁受力分析

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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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