因各類動力分析在求解過程和求解選項上有較大的區(qū)別，所以這里將對其基本分析過程分別給予介紹。
模態(tài)分析的基本步驟
模態(tài)分析過程由四個主要步驟組成：
1．建模；
2．加載及求解；
3．擴展模態(tài)；
4．結(jié)果后處理。
模型的建立
建模過程和其它類型的分析類似，但應(yīng)注意以下兩點：
在模態(tài)分析中只有線性行為是有效的。如果指定了非線性單元，將作為線性的來對待。 例如，如果模型中包含了接觸單元，則系統(tǒng)取其初始狀態(tài)的剛度值并且不再改變此值。
材料性質(zhì)可以是線性的或非線性的、各向同性的或正交各向異性的、恒定的或和溫度相關(guān)的。在模態(tài)分析中必須指定彈性模量EX(或某種形式的剛度)和密度DENS(或某種形式的質(zhì)量)，而非線性特性將被忽略。 必須要對某些指定單元的實常數(shù)進行設(shè)置，如COMBIN7，COMBIN37,contal174，TARGEL170。
加載并求解
1．進入ANSYS求解器
命令：/SOLU
GUI：Main Menu | Solution
2．指定分析類型和分析選項
（1） 指定分析類型(ANTYPE)
選擇新的分析類型為模態(tài)分析。在模態(tài)分析中Restart（重啟動）是無效的。如果需要施加不同的邊界條件，則須做一次新的分析。
命令：ANTYPE
GUI：Main Menu | Solution | Analysis Type | New Analysis
（2）指定分析選項
通過GUI路徑：Main Menu | Solution | Analysis Type | Analysis Options打開模態(tài)分析(Modal Analysis)選項對話框，對話框中主要有選項組。
Modal Extraction Method (模態(tài)提取方法)
用來指定合適的模態(tài)提取方法；
Number of Modes to Extract (模態(tài)提取階數(shù))
用來指定想要提取的模態(tài)階數(shù)。該選項對除縮減法以外的所有模態(tài)提取方法都是必須設(shè)置的。在用非對稱法和阻尼法時，應(yīng)該要求提取比必要的階數(shù)更多的模態(tài)以降低丟失模態(tài)的可能性。
Number of Modes to Expand (模態(tài)擴展數(shù))
此選項只在采用縮減法、非對稱法和阻尼法時要求設(shè)置。如果想得到單元求解結(jié)果，則不論采用何種模態(tài)提取方法都需要打開“Calcucate elem results”項。
Mass Matrix Formulation (質(zhì)量矩陣形成方式)
使用該選項可以選定采用缺省的質(zhì)量矩陣形成方式（和單元類型有關(guān)）或者集中質(zhì)量陣近似方式。我們建議在大多數(shù)應(yīng)用中采用缺省形成方式。但對有些包含“薄膜”結(jié)構(gòu)的問題，如細長梁或非常薄的殼，采用集中質(zhì)量矩陣近似經(jīng)�？僧a(chǎn)生較好的結(jié)果。另外，用集中質(zhì)量陣時求解時間短，需要的內(nèi)存少。
Prestress Effects Calculation (預(yù)應(yīng)力影響計算)
選用該選項可以計算有預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的模態(tài)。缺省的分析過程不包括預(yù)應(yīng)力，即結(jié)構(gòu)是處于無應(yīng)力狀態(tài)。如果要在分析中包含預(yù)應(yīng)力的影響，則必須有先前在靜力學(xué)或瞬態(tài)分析中生成的單元文件。如果預(yù)應(yīng)力效果選項是打開的，則當前及隨后的求解過程中關(guān)于集中質(zhì)量陣的設(shè)置應(yīng)和靜力分析中關(guān)于集中質(zhì)量陣的設(shè)置一致。
（3）指定模態(tài)提取方法的分析選項
在Modal Analysis (模態(tài)分析)選項對話框(見圖10.3)中指定了合適的模態(tài)提取方法及其它選項后單擊“OK”按鈕。一個對應(yīng)于指定的模態(tài)提取方法的關(guān)于其它分析選項的對話框?qū)霈F(xiàn)(圖10.4為相應(yīng)于子空間法的對話框)，對話框中主要給出了以下選擇域的組合。
指定模態(tài)提取的頻率范圍，F(xiàn)REQB域指定第一頻移點（低頻）——特征值收斂最快的點。在大多數(shù)情況下不需要設(shè)置這個域，其缺省值為-1。FREQE只在采用Reduced法時有效。
域：PRMODE
要輸出的縮減模態(tài)數(shù)。設(shè)置此選項后在Jobname.out（輸出文件）中會列出所設(shè)置數(shù)目的縮減振型。該選項只對Reduced法有效。
域：Nrmkey
關(guān)于振型歸一化的設(shè)置�？蛇x擇是相對于質(zhì)量矩陣[M]還是單位矩陣進行歸一化處理。如果準備在模態(tài)分析后進行譜分析或模態(tài)疊加法分析，則應(yīng)該選擇相對于質(zhì)量陣進行歸一化處理。如要在隨后得到各階模態(tài)的最大響應(yīng)（模態(tài)響應(yīng)），須用模態(tài)系數(shù)去乘振型。實現(xiàn)的方法是用*GET命令（在譜分析完成后）查到模態(tài)系數(shù)并在SET命令中將模態(tài)系數(shù)用做比例因子。
域：RIGID
設(shè)置提取對已知有剛體運動結(jié)構(gòu)進行子空間迭代分析時的零頻模態(tài)。只對Subspace和PowerDynamics法有效。
域：SUBOPT
用來指定多種子空間迭代選項。此選項只對Subspace和PowerDynamics法有效。
域：CEkey
用于指定處理約束方程的方法�？蛇x的方法有Direct elimination method（直接消去法），Lagrange multiplier(quick)method（快速拉格朗日乘子法），Lagrange multiplier (accurate) method(精確拉格朗日乘子法)。選項只對Block Lanczos法有效。
3．定義主自由度
當采用縮減(Reduced)模態(tài)提取法時，在ANSYS的菜單路徑Main Menu | Solution中將會多出一級定義主自由度的子菜單：Main Menu | Solution | Moster DOFs。主自由度(MDOF)指能描述結(jié)構(gòu)動力學(xué)特性的“重要的”自由度。MDOF選取的規(guī)則是選擇至少是感興趣的模態(tài)階數(shù)的倍數(shù)目的MDOF。建議用命令M,MGEN根據(jù)對結(jié)構(gòu)的動力學(xué)特牲的了解定義盡可能多的MDOF，并用命令TOTAL讓程序按照剛度/質(zhì)量比選取一些附加的主自由度。用命令MLIST可以列出已定義的MDOF，用命令MDELE可以刪除無關(guān)的MDOF。
4．在模型上加載
在典型的模態(tài)分析中唯一有效的“載荷”是零位移約束（如果在某個DOF處指定了一個非零位移約束，程序?qū)⒁粤阄灰萍s束替代在該DOF處的設(shè)置）�？梢允┘映灰萍s束之外的其它載荷，但它們將被忽略。在未加約束的方向上，程序?qū)⒂嬎銊傮w運動（零頻）以及高階（非零頻）自由體模態(tài)。表10.1給出了施加位移約束的命令。載荷可以加在實體模型（點、線、面）上或加在有限元模型（點和單元）上。其它類型的載荷：力、壓力、溫度、加速度等可以在模態(tài)分析中指定，但在模態(tài)提取時將被忽略。程序會計算出相應(yīng)于所加載荷的載荷向量，并將這些向量寫到振型文件jobname.MODE中以便在模態(tài)疊加法諧響應(yīng)分析或瞬態(tài)分析中使用。
指定載荷步選項
（1）阻尼選項
模態(tài)分析中唯一可用的載荷步選項是阻尼選項。通過GUI路徑：Main Menu | Solution | Load Step Opts | Time/Frequence | Damping打開阻尼定義對話框，對話框中主要有選項組：
質(zhì)量(Alpha)阻尼[ALPHAD]
剛度(Beta)阻尼[BETAD]
恒定阻尼比[DMPRAT]
阻尼只在用Damped模態(tài)提取法時有效（在其它模態(tài)提取法中阻尼將被忽略）。如果包含了阻尼，且采用Damped模態(tài)提取法，則計算出的特征值是復(fù)數(shù)解。
如果在模態(tài)分析后將進行單點響應(yīng)譜分析，則在這樣的無阻尼模態(tài)分析中可以指定阻尼。雖然阻尼并不影響特征值解，但它將被用于計算每個模態(tài)的有效阻尼比，此阻尼比將用于計算譜產(chǎn)生的響應(yīng)。
（2）輸出控制選項
輸出控制Printed Output“OUTPR”:此選項用于指定輸出文件Jobname.OUT中包含的結(jié)果數(shù)據(jù)。
GUI：Main Menu-Solution-Load Step Opts-Output Ctrls-Solu Printout
（3）參與系數(shù)表輸出
參與系數(shù)列表顯示提取的每個模態(tài)的參與系數(shù)、模態(tài)系數(shù)和質(zhì)量分布百分數(shù)。在總體直角坐標系三個軸向和轉(zhuǎn)動方向上，均假設(shè)施加單位位移譜激勵，就計算出參與系數(shù)和模態(tài)系數(shù)。同時，列表顯示縮減質(zhì)量分布。當使用實特征值模態(tài)提取法（如子空間法、分塊Lanczos法或QR阻尼法）進行模態(tài)分析時，將計算轉(zhuǎn)動參與系數(shù)。
6．開始求解計算
命令：SOLVE
GUI：Main Menu | Solution | -Solve-Current LS
求解輸出的內(nèi)容主要是固有頻率，固有頻率被寫到輸出文件Jobname.OUT及振型文件Jobname.MODE中。輸出內(nèi)容也可以包含縮減的振型和參與系數(shù)表，這取決于對分析選項和輸出控制的設(shè)置。由于振型現(xiàn)在還沒有被寫到數(shù)據(jù)庫或結(jié)果文件中，因此，還不能對結(jié)果進行后處理。要進行后處理，則還需對模態(tài)進行擴展。
7．退出SOLUTION
命令：FINISH
GUI：Main Menu | Finish
