模态分析在结构设计中的运用体会及讨论

姜虎东 · 发表于 2009-4-7 20:21:01

借这个帖子人气问问可有用ANSYS/LS-DYNA做跌落分析的大牛？能否请教请教

linuaries · 发表于 2009-4-7 21:32:24

本帖最后由 linuaries 于 2009-4-7 21:39 编辑

看来这个话题越来越有意思了，上面好几位高手的经验之谈让我收获颇丰，真的很感谢你们！

回复11楼hjli6
对于水中结构的固有频率我到真还没有遇到过，不太了解。关于你的第二点，激振频率避让到两阶中间仍然存在动 ...
zhoukai1981 发表于 2009-4-7 18:00

这里谈到结构优化，我就插一句，ANSYS Workbench在分析或者说验证方面很不错，但是要涉及到拓扑优化和形貌优化则比较差，几乎不能应用到实际工程中，最多使用的尺寸优化。如果大家要做结构优化的话，建议使用一下HyperWorks/Optistruct，这个在结构优化上可以说是绝对领先的。下面的图都是对零部件进行拓扑优化的案例，第三张图则是对汽车油缸面板振动频率的形貌优化，可以看到将第一阶频率由60Hz提升到100Hz。

zhoukai1981 · 发表于 2009-4-7 21:46:36

这里谈到结构优化，我就插一句，ANSYS Workbench在分析或者说验证方面很不错，但是要涉及到拓扑优化和形貌优化则比较差，几乎不能应用到实际工程中，最多使用的尺寸优化。如果大家要做结构优化的话，建议使用一下 ...
linuaries 发表于 2009-4-7 21:32

兽版好久不来哦

laojiang · 发表于 2009-4-7 22:56:35

很好，我正要整结构优化 22# linuaries

jicaforimc · 发表于 2009-4-8 00:03:40

太强了。看了各位高手的讨论收获不小。我有个问题：
上周我刚用Testlab做了悬架杆件的模态试验，然后与之前有限元计算进行了对比，发现相对应振型的模态频率有一定的误差。我想请教各位，一般误差控制在多少范围内，才认为FE模型是有效的？
谢谢

hjli6 · 发表于 2009-4-8 02:34:22

有些结构，比如循环周期解构，是必然存在频率分布密集区的，看过一篇文章，定义为通频带和禁频带，提出一种谐波判别的方法，目前我也在做这方面的东西，还希望有同行一起来探讨啊
jg_meng 发表于 2009-4-7 19:29

对于循环周期结构,确实存在这种情况.有些激振频率是固定的,我们可以躲,可由于工况是变化的.有些激振频率是躲不开的. 这是谁也解决不了的,用户只好接受, 来个有条件接受.提出将来解决.
实际是解决不了的,只好来个折衷的禁频带. 告诉你,这是雷区,不要停留, 要快速通过.
现在能做的也就是:
1.缩小禁频带.
2.高负荷工作区避开禁频带.
3,转移和降低高应力点,即使真的振了几下,也不会开裂.

jyq110 · 发表于 2009-4-8 13:47:11

"打个比方，整机固有频率为50HZ,处于整机装配中的某一个零件的约束模态的固有频率为120HZ,外界的激振频率为120HZ,会否发生共振？如果共振，难道只有那个零件在共振？理论上说得通，实际情况真会如此吗？" 这个问题是个十分典型的问题，在动力学中激励力的作用范围往往是明显的，但并不一定就能说固有频率一定被激励起来，问题在于：能量是否能够传递到子结构中引起响应的放大？能量在传递途中是会发生衰减的，因此，正确考虑激励力和响应之间的关系可以为模态试验更好的服务。例如激励力就选择在结构激励源附近，就可以同时考虑到模态和激励的影响。这一点是十分重要的，传递路径分析就是基于此思想。

jyq110 · 发表于 2009-4-8 13:53:35

“如果共振，难道只有那个零件在共振？理论上说得通，实际情况真会如此吗？”这个问题也是十分典型的动力学问题，在这一点上，需要说明的是波动范围大小是由频率和媒体介质共同决定的。例如板类结构其最典型的振动形式是弯曲波，弯曲波速是可以通过计算获得的，也可以通过查资料获得。在获得频率和波速的基础上，波动范围是可以获得的。因此，类似于声学问题，低频波动总是大面积传递，而高频总是局部问题。利用功率流法可以了解结构振动能量的传递问题，更加容易判别振动对周边结构介质的影响。

KaKa' · 发表于 2009-4-8 14:48:18

好贴，学习了！

jg_meng · 发表于 2009-4-8 15:07:55

26# hjli6

确实如此，对很多设计成型的结构，设计方案不能轻易修改，可能牵一发而动全身，只能是局部调整，减小应力集中的程度及其区域，尽量避免在使用期限内出现大规模的疲劳断裂等故障

jyq110 · 发表于 2009-4-8 16:25:56

本帖最后由 jyq110 于 2009-4-8 16:34 编辑

上周我刚用Testlab做了悬架杆件的模态试验，然后与之前有限元计算进行了对比，发现相对应振型的模态频率有一定的误差。我想请教各位，一般误差控制在多少范围内， ...
jicaforimc 发表于 2009-4-8 00:03

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没有绝对的，我想知道你如何评价振型是否具有良好的一致性？MAC多少？在对振动响应进行模拟计算时，更重要的是振型而不是固有频率，虽然固有频率值也很重要，但固有频率的差距是很好处理的。因此，你的问题没有准确的说法，我们有些结构FEA和Test的固有频率差别很小：5%以内，但振型有时候并不好。在利用振型不准确但固有频率很接近的模型进行动力学计算时问题会非常多如动应力差别会非常大，原因在于不同的振型对应于不同的动应力分布，振动响应那也同样如此。所以Correlation主要是目的是对振型的判断。目前固有频率值通过调整参数容易改进，但振型是较难处理的。振型优化技术十分缺乏。

zhoukai1981 · 发表于 2009-4-14 17:47:26

咦,一转眼就转正了,顺便把这贴顶上去

dongfeng88 · 发表于 2009-5-5 20:03:01

这个帖子还需要继续讨论，有这么多大牛的精辟见解，
请问谁能做个模态分析的应用案例吗？
这样对于初学者的帮助会更大

20cr · 发表于 2009-5-7 15:26:29

这份资料很实用，合适初学者
不知道为什么不能上传大于200kb的文件

jhy7676 · 发表于 2009-5-12 17:39:32

借人气问下，我要做液力传动机械的模态综合，完全没有头绪，希望高手们给指个方向啊

zhoukai1981 · 发表于 2009-7-6 12:59:39

借人气问下，我要做液力传动机械的模态综合，完全没有头绪，希望高手们给指个方向啊
jhy7676 发表于 2009-5-12 17:39

模型发上来看看呢

heshanyinxin · 发表于 2009-8-2 20:19:07

看了这么多大牛的讨论收获很大对其中有些内容有些想法
不对的地方请斑竹指正
因为阵型中存在死点，对于总成中的单个零件，即使存在和此零件某阶阵型频率相等的激振力，当激振力作用死点时，此零件不能发生共振。

heshanyinxin · 发表于 2009-8-2 20:37:34

34# 20cr
老大下载了解压不了啊

chtsung · 发表于 2009-8-18 22:00:08

討論的很熱烈呢
有關於模態分析，我是有小小的淺見，就是他能快速的讓設計者知道如何規避隱含的缺失，進而確認問題所在，使之降低未來產品化後的問題

wmmthgh2008 · 发表于 2009-8-20 22:51:16

模态分析如何能更好的验证或知道结构设计？
这个问题困扰我许久
大家都在讨论，我是半路出家的，谈谈自己的体会吧
实际结构在工作中处于复杂的环境中，尤其是高速旋转的机械结合部，由于温度的热效应等边界条件的变化，它的模态振型很难算准，算出来也只是仅参考。
只求第一阶固有频率越高越好，但能高到多少呢？
西工大一位搞振动学的教授在一次会议上曾说到过，有限元算出来前几阶模态能与模态实验的结果拟合就很不错了。再算十几阶，几十阶，还有实际意义么？
德国机床第一阶是300HZ
国内的不到100HZ，这个差距太大了！
希望大家都参与讨论，

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