找回密码
 注册
Simdroid-非首页
查看: 1321|回复: 29

[振动] 模态分析与重力的关系

[复制链接]
发表于 2009-10-7 09:44:05 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自 重庆沙坪坝区
一般来说,模态分析时是什么力都不加的。我不知道重力算不算固有属性,但质量肯定是,所以有的人说可以先加重力,考虑几何变形引起的几何刚度,在重力作用后再进行模态分析,两者结果还是差点的,不知道是否有必要考虑重力?
发表于 2009-10-7 22:11:14 | 显示全部楼层 来自 上海
Simdroid开发平台
本帖最后由 iambadman 于 2009-10-7 22:20 编辑

虽然模态分析可以算摄动分析里面。

可是很好奇,现在的模态分析有加楼上的所说的“非常小的载荷”吗?现在的模态分析一般都是解一个线形的齐次方程,只有有K和M矩阵就可以了,算频率和振型不过是
方程组解藕而已。为什么一定要加一个“小的载荷”。当然,为了显示或者让大家理解做一个正则什么的可以理解,比如处理的时候以最大位移等于1作为标定。

“这是可能有人要问那我们是不是不能求非线性系统的固有频率呢?我们当然能求,可以用直接积分的动态响应分析来求。”
这个话也不理解,为什么非线性系统的求频率和直接积分法什么的达上关系了?前者是一个齐次方程,后者是一个非齐次方程,两者根本就不是一回事情。“如果用振型叠加来求得话,结果肯定与实验相差很远!”这句话也类似,振型叠加是算响应,不是算频率!怎么可以把两个东西放一起。

非线形的系统的固有频率,有的是可以算的,我不懂,但是可以先胡乱说说自己的想法,比如单摆,SIN舍塔就直接用舍塔代替了,不代替就可以求了,因为实际上,角度变化时,频率其实是变化的,而且是可以求解的(感觉是比较容易的),只是这个东西太个体了,比如10度的单摆的结果只对该单摆10度有效,没代表性,不具备普遍意义。

我觉得楼上的第一段话没什么问题,但是第二第三段不是很认同。期待有人出来解释一下。
回复 1 不支持 0

使用道具 举报

发表于 2009-10-7 16:56:21 | 显示全部楼层 来自 日本
本帖最后由 lilyshining 于 2009-10-7 16:57 编辑

其实严格的讲,重力在模态分析中应该作为边界条件加上的,为什么很多书上都不怎么讲呢,这是因为在大多数的系统中,重力不会影响系统刚度。在什么情况下要考虑系统的重力呢,那就是在重力会影响系统的刚度的时候加(废话说来说去),跨河电缆的振型分析。还有比如2楼说的琴弦绷紧属于有予应力模态分析!

可能很多人会提到非线性模态分析的问题,其实我个人认为这提法是错的,
模态分析本来就是在不发生非线性的情况下,给系统加非常小的载荷(小到什么程度呢,小到不发生非线性,他妈也是废话),得到系统的振型和固有频率。因此如果分析振型的话,非线性模态分析基本上不存在,因为非线性程度不一样振型也不一样,所以基本上是无解的问题。

那是否我们可以说非线性模态分析可以帮助求得固有值呢,我认为不可能,目前没有哪个软件有这功能,而且这样的理论也不存在(至少没有被公认)。这是可能有人要问那我们是不是不能求非线性系统的固有频率呢?我们当然能求,可以用直接积分的动态响应分析来求。如果用振型叠加来求得话,结果肯定与实验相差很远!

评分

1

查看全部评分

回复 1 不支持 0

使用道具 举报

发表于 2009-10-7 11:09:07 | 显示全部楼层 来自 美国
其实你自己已经回答了这个问题了,加不加重力,或者其他的力,就看这个力是否改变了结构的刚度。譬如一根琴弦,下挂一重物,把琴弦绷紧了,这时就要考虑重力作用。

质量和重力是两回事,质量是物体的固有属性,但重力不是。重力是万有引力,是两个物体相互作用的结果,在地球上,就是地心引力。把一个具有某个质量的物体放到宇宙空间,在失重的情况下,其质量不变,但重力会很小很小。

评分

1

查看全部评分

回复 不支持

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2009-10-7 11:15:08 | 显示全部楼层 来自 重庆沙坪坝区
2# Hansha
关键是模态是与外力无关的,你说重力不是固有属性,那就是说不用加重力了吧
回复 不支持

使用道具 举报

发表于 2009-10-7 11:54:00 | 显示全部楼层 来自 新加坡
一般来说,模态分析时是什么力都不加的。我不知道重力算不算固有属性,但质量肯定是,所以有的人说可以先加重力,考虑几何变形引起的几何刚度,在重力作用后再进行模态分析,两者结果还是差点的,不知道是否有必要考 ...
yuanjiangtao 发表于 2009-10-7 09:44


算模态,你在property步已经设定了密度。aba自动用密度算质量,不需要你重新施加重力了。
回复 不支持

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2009-10-7 16:24:39 | 显示全部楼层 来自 重庆沙坪坝区
4# zsq-w
我知道,我说的是重力影响了刚度矩阵。如果重力不算固有属性,那就不能考虑重力下的模态
回复 不支持

使用道具 举报

发表于 2009-10-7 16:44:53 | 显示全部楼层 来自 上海
不需要考虑吧,也许理论上有点差别。

例如说一个梁,根据楼主的考虑(要重力),向上,向下,向左三种状态是不一样的预应力状态(真实中可以忽略的)。如果你非要考虑的话,就是说你在考虑梁向上(压应变),向小(压)的应变区别。
回复 不支持

使用道具 举报

发表于 2009-10-8 07:48:45 | 显示全部楼层 来自 日本
本帖最后由 lilyshining 于 2009-10-8 08:01 编辑
虽然模态分析可以算摄动分析里面。

可是很好奇,现在的模态分析有加楼上的所说的“非常小的载荷”吗?现在的模态分析一般都是解一个线形的齐次方程,只有有K和M矩阵就可以了,算频率和振型不过是
方程组解藕而已 ...
iambadman 发表于 2009-10-7 22:11

这个非常小的载荷并非是CAE的用户加上去的,而是CAE系统在计算振型(也就是你说的展示给大家看的地方),也就是振幅比时自己加上的,很多试验的方法就是人为的给一小冲击,然后分析的。

采用动态相应分析,比如些响应分析,用户是可以通过动态相应分析的结果看出系统的固有频率的为什么说直接记分的方法好呢,主要是振型叠加的时候,先通过所谓的线性模态分析算出固有频率然后进行叠加,所以他算出来的结果里面看到的幅值频率就是模态分析的结果。

评分

1

查看全部评分

回复 不支持

使用道具 举报

发表于 2009-10-8 11:47:48 | 显示全部楼层 来自 上海
本帖最后由 iambadman 于 2009-10-8 11:52 编辑

觉得你在概念不清。

1)特征值和频率的计算完全就和什么振型叠加,直接积分没关系。两者完全就是两类东西,两类方程,一个说吃饭,一个说拉屎,非要说两者有关系就是没吃饭就不能拉屎,不计算特征值和振型就不能用跌加法算响应。

2)对于线形计算一般可以分三大类方程,MX”+KX=F(这里略掉阻尼),很明显有三种情况
1,KX=F(静力计算)
2,MX”+KX=0(模态计算,比如什么LANCOS,子空间跌代之类的)
3,MX”+KX=F(A:直接积分,B:显示积分,当然,也可以C:先算方程2,也就是先解藕,说罗嗦点就是为了变换坐标系方程好算(模态计算就是坐标变换,没别的),然后把每个响应叠加起来)

3)这个帖子我们讨论的是什么问题?我们讨论的是方程2,不过我们讨论的是方程二的非线性情况,也就是K矩阵如果考虑重力可能会有一点点变化。
再怎么说,也扯不到什么直接积分振型叠加上面去吧。

4)关于哪个什么“非常小的载荷”,也不是楼上说的那种,我个人不是很理解,但是就我个人的理解是这样的:当我们解方程二的时候,得到了特征值(矢量长度)和振型(矢量方向),显示位移,应变能不过是一个归一化的形式处理而已(比如,假设最大位移为单位1时),仅有相对意义,没绝对意义。

评分

1

查看全部评分

回复 不支持

使用道具 举报

发表于 2009-10-8 12:27:27 | 显示全部楼层 来自 日本
本帖最后由 lilyshining 于 2009-10-8 12:38 编辑

你说的这些概念,都是任何一本教科书上都能找到的,对于你说得这几点我给你好好的解释一下。
关于1)2)我作如下恢复
  模态分析主要是来分析振型和固有值的,你说的方程3 是用来计算动态响应分析的,这谁都知道,响应分析MX”+KX=F0sin(wt)的情况下,他的峰值对应着系统的固有频率,对于非线性系统来说
通过方程2 解出来的结果一般来说和试验的结果相差很远,所以很多情况下都采用动态响应分析来看系统有没有共振。这里有错吗?峰值的地方就可以被认为是非现行系统的固有频率。

对于3),对于非线性系统(比如有接触)如果说想知道固有频率,就像上一段说的直接积分的动态响应分析法可以实现,难道你认为不能,你用直接解方程2 算算看连着的固有频率相同不? 对于方程2 解出的结果,对于实际工程应用,很多情况不是很有用,这也是很多人在分析的时候直接用方程3 来看动态响应,

对于问题4), “非常小的载荷”确实和楼主说的重力不同,
回复 不支持

使用道具 举报

发表于 2009-10-8 13:22:42 | 显示全部楼层 来自 上海
呵呵,懂楼上的意思了。多谢耐心解释,多谢~~。
回复 不支持

使用道具 举报

发表于 2009-10-8 13:48:05 | 显示全部楼层 来自 日本
呵呵,相互学习,模态分析在涉及到非线性是还是挺难的,不是一个MX”+KX=0就能解决的,

PS' 现在知道拉死和吃饭有关有关系了八
回复 不支持

使用道具 举报

发表于 2009-10-17 23:14:05 | 显示全部楼层 来自 黑龙江哈尔滨
不用加重力,因为你已经赋予材料密度了
回复 不支持

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2009-10-18 10:08:45 | 显示全部楼层 来自 重庆沙坪坝区
密度是用来计算质量的,重力的话还需要重力加速度 14# suluoqing01
回复 不支持

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2009-10-18 11:31:10 | 显示全部楼层 来自 重庆
看了你的回答,我还是没懂。我说一下,你看对不对,对于ABAQUS里的模态分析,因为是线性分析,所以如果考虑了重力,也不能开几何非线性的,当然,不考虑重力就没有非线性而言。这里的重力的作用是产生类似与预应力的作用,而不是因为重力变形产生几何非线性。请指教。 11# lilyshining
回复 不支持

使用道具 举报

发表于 2009-10-18 17:41:14 | 显示全部楼层 来自 日本
本帖最后由 lilyshining 于 2009-10-18 18:24 编辑

楼上的, 能不能把你的模型描述一下,我们再来讨论,可以吗,
回复 不支持

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2009-10-18 18:44:18 | 显示全部楼层 来自 重庆沙坪坝区
一个薄壁管道,两端用支吊架 TIE 起来,吊起来,就这样,很简单 17# lilyshining
回复 不支持

使用道具 举报

发表于 2009-10-18 19:29:36 | 显示全部楼层 来自 上海
不需要考虑重力(个人观点)。
回复 不支持

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2009-10-18 20:20:46 | 显示全部楼层 来自 重庆沙坪坝区
加重力,但不开非线性的话其结果和直接算模态完全一样,但加重力开非线性的话会稍有差别,很小。我想知道的是,模态分析是在线性摄动分析步里的,怎么还能打开非线性,应该直接设成默认的线性,不能变动。或者就是其非线性确实有用 19# iambadman
回复 不支持

使用道具 举报

您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

本版积分规则

Archiver|小黑屋|联系我们|仿真互动网 ( 京ICP备15048925号-7 )

GMT+8, 2024-3-29 02:14 , Processed in 0.059797 second(s), 15 queries , Gzip On, MemCache On.

Powered by Discuz! X3.5 Licensed

© 2001-2024 Discuz! Team.

快速回复 返回顶部 返回列表