heitianma 发表于 2007-5-16 10:40:52

如何理解模态分析,这样理解对吗

模态分析,快毕业时,才用到这个名词,知道它和振动频率有关,好像是算出一个系统的固有频率,然后设计时去避免它,以防发生共振。
不过一看这两个字“模态”就有点晕,为什么叫模态呢,模型状态?好像在网上看到有人解释说:其包括频率、振幅等,还分好几阶模态,说是给固有频率排了一下队,叫一阶二阶三阶……。

(1)这里有个疑问:一个系统有很多固有频率吗,有多少?无数个?还是跟系统的复杂程度有关?比如一块角钢,来个模态分析,应该也有固有频率,也有好几阶模态吧。

(2)还是可以这样理解:一个系统由几个部件组成,比如三个部件,每个部件有一个固有频率,整个系统有三阶模态?

(3)如果对一个机器的某个部件进行模态分析,有意义吗,有何意义?

(4)在对一个系统进行模态分析时,可以得到N阶模态,用几阶模态就够了,我见有的师兄分析到二十五阶模态,有用吗,还是根据自己的实际情况来定。

希望有个明白人解释一下,呵呵,用通俗的话讲一下,别从别的地方COPY一段,不懂,可能是笨吧,呵呵,在此先谢过了。

jacket1982 发表于 2007-5-18 11:37:04

(1) 上面的公式可以看出,计算的模态个数和结构的自由度数量有关系的,但是实际的结构是无限自由度的,有限元方法将它离散为有限自由度,也就是说和你的有限元模型的离散程度有关。      
(2)和第一个问题差不多,模态不是加减法的关系
(3)对于某个部件的分析只对于这个部件有意义,和整体的自振特性没有特别直接和明显的联系。要知道整体的自振特性就得做整体的模态分析,它的结果不只是和这个部件有关,还和部件之间的联接形式,整体的约束条件,阻尼等有关。
(4)一般来说模态计算主要关注的是低阶的、载荷频率接近的那些模态。主要是看它的频率和振型。也就是它的振动形式。


我说的还算是通俗吧,其实一切都可以从运动方程中理解的!欢迎大侠们批评指正

jacket1982 发表于 2007-5-18 11:23:52

这个是根据结构建立的典型的线性振动的运动方程
++=
当没有载荷的坐下的时候,即为=0时候,就是对结构自振特性的计算
多自由度的情况下求解这个方程会有多个解,按照习惯每一个解分为频率λ,以及与之对应的位移响应Q=,也就是振型
如果载荷频率和自振特性的频率一致或者接近,就会引起共振
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