iSolver案例：三维刚性壁面圆管声模态计算分析

1 引言

iSolver为一个完全自主的通用结构有限元软件，对标国际主流结构CAE商业软件Abaqus、Ansys、Nastran，支持结构分析的常用功能，线性及材料非线性的精度和Abaqus没有误差，效率和Abaqus相当， iSolver即可作为一个轻量化插件集成到Abaqus中，也自带友好的三维可视化前后处理界面。本文以三维刚性壁面圆管声模态分析的整个流程为例，将iSolver、Abaqus、理论计算结果进行对比。

模态分析是各种动力学分析类型中基础的内容，结构和系统的振动特性决定了结构和系统对其他各种动力载荷的响应情况。所以，一般情况下，在进行其他动力学分析之前首先要进行模态分析。

使用模态分析有如下功能。

1）可以使结构设计避免共振或按照特定的频率进行振动。

2）可以认识到对于不同类型的动力载荷结构是如何响应的。

3）有助于在其他动力学分析中估算求解控制参数（如时间步长）。

2 建模

在Hypermesh中建立三维刚性壁面圆管模型如下图所示

圆管长度为4.25,直径长度为0.2。

图1 三维刚性壁面圆管有限元模型

导入模型，在iSolver中导入Hypermesh导出的BDF模型文件。

图2 模型导入

材料设置：

创建材料,设置空气密度1.225，体积模量为141610。

图3 设置密度

图4 设置体积模量

创建模态分析步：

图5 创建分析步

设置网格类型为声学一次线性单元。

图6 划分网格

1.3 计算

创建Job。

7创建Job

计算结果查看：

iSolver第一阶有效频率为39.9977

图8查看云图

iSolver第十阶有效频率为318.836(isolver默认将0阶模态算入模态计算总数)

图9查看云图

1.4 Abaqus求解

iSolver支持导出模型到abaqus。

图10导出inp

在abaqus中导入isolver导出的inp模型文件。

图11abaqus导入模型

Abaqus求解计算。

Abaqus第一阶有效模态频率39.998

图12查看结果

Abaqus第九阶有效模态频率318.84

图13查看结果

1.5 iSolver/Abaqus结果对比

图14一阶振型对比

Abaqus和iSolver计算的一阶振型对比（左: Abaqus，右：iSolve）

图15九阶振型对比

Abaqus和iSolver计算的九阶振型对比（左: Abaqus，右：iSolve）

结论：iSolver频率计算结果以及振型和abaqus完全一致。

1.6 软件免费下载地址

iSolver软件为免费软件，且无license限制，最新版免费下载地址如下：https://www.jishulink.com/content/post/337351

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