基于Abaqus模态研究方法对比和验证摘要：模态分析是目前研究结构动力学特性的重要方法，已经成为解决现代复杂结构动态特性设计的重要手段，模态分析对计算模型有效性验证和结构优化都能起到指导作用.在对比分析现有模态分析方法基础上，利用Abaqus对Lanczos方法下2种单元类型模型进行对比分析，并与理论值进行比较.关键词：薄板；模态分析；Abaqus中图分类号：034；TB115.1文献标志码：B引言模态分析技术从20世纪60年代后期发展至今，已日趋成熟•它与有限元分析技术一起，成为结构动力学的2大支柱•模态分析是结构动力学中的一种"逆问题”分析方法，与传统的“正问题”方法（主要指有限元法）不同，其建立在试验（或实测）的基础上，采用试验与理论相结合的方法处理工程中的振动问题.目前，模态分析技术已发展成为解决工程中振动问题的重要手段，广泛应用在机械、航空航天、土木、建筑、造船和化工等领域.我国在这方面的研究，无论在理论上，还是在应用上，都已取得很大成果•本文基于Abaqus软件，针对软件中所给出的2种模态分析方法以及单元类型进行对比分析，并与理论结果进行对比，从而验证模态分析的有效性及其差异•[1]1模态分析方法概述1.1子空间迭代法子空间迭代法是求解大型矩阵特征值问题最常用、最有效的方法之一，子空间迭代法的目的是求出系统的前H1阶特征解，满足2实例分析验证2.1薄板有限元模型建立为验证Abaqus软件所使用的模态分析方法的有效性，分别采用实体单元和壳单元对薄板进行模态分析，并与理论计算结果进行对比.按主汽轮机有限元建模方法建立薄板的有限元模型，所选取的薄板尺寸为1mXlmXO.04m.薄板有限元模型见图1.2.2基于Abaqus的模态分析结果采用Lanczos法对薄板模型进行模态分析，提取前10阶模态•采用实体单元薄板和壳单元薄板的前5阶模态振型,见图2.可知，2种单元所计算出的模态振型除第4和5阶略有不同外，其余振型完全相同.[612种模型情况下，薄板的前10阶模态频率见表1,可知，2种单元所计算出的频率结果相差较小，最大频率差为0.1663%.(a)实体单元薄板有限元模型(b)壳单元薄板有限元模型2.4结果对比所得到的3组频率数值见表2,可知，3组频率最大相差为1.848%,结果相差较小.3结论(1)Lanczos算法是一种新发展起来的特征值算法，是将向量迭代法与RayleighRitz法巧妙结合的一种方法，对于同样的问题，它比子空间迭代法快5〜10倍.(2)实体单元与壳单元在模态分析中所得到的振型基本相同，在计算薄板的模态分析中，二者最大频率差为0.1663%,其与理论解的最大频率差为1.848%,均在可接受的范围内.(3)采用Abaqus软件对实体进行模态分析，能较准确地得到实体的模态振型以及各阶频率•对薄板等结构进行分析时，采用壳单元能够降低工作量并提高计算效率.参考文献：[1]傅志方，华宏星.模态分析理论与应用[M].上海:上海交通大学出版社，2000.[2]RA0SS.机械振动[M].李欣业，张明路，译.4版.北京：清华大学出版社，2009.[3]倪振华.振动力学[M].北京：清华大学出版社，2009.[4]许本文.机械振动与模态分析基础[M].北京：机械工业出版社，1998.[5]白化同，郭继忠.模态分析理论与实验[M].北京:北京理工大学出版社，2001.[6JCHAURLMing,张巧寿.用模态质量分布识别局部模态[J].国外导弹与航天运载器，1990(6)：8185.[7]赵均海.弹性力学及有限元[M].武汉：武汉理工大学出版社，200&(编辑陈锋杰)