关于动力学-模态分析清单

引言

什么是模态分析?

模态分析是用来确定结构的振动特性的一种技术：

自然频率

振型

振型参与系数（即在特定方向上某个振型在多大程度上    参与了振动）

模态分析是所有动力学分析类型的最基础的内容。

1、模态分析的好处：

• 使结构设计避免共振或以特定频率进行振动（例如扬声器）；
• 使工程师可以认识到结构对于不同类型的动力载荷是如何响应的；
• 有助于在其它动力分析中估算求解控制参数（如时间步长）。
  
  

建议：由于结构的振动特性决定结构对于各种动力载荷的响应情况，所以在准备进行其它动力分析之前首先要进行模态分析。

2、模态提取方法：在ANSYS中有以下几种提取模态的方法：

• Block Lanczos法
• 子空间法
• PowerDynamics法
• 缩减法
• 不对称法
• 阻尼法
  
  

使用何种模态提取方法主要取决于模型大小（相对于计算机的计算能力而言）和具体的应用场合

3、模态分析中的四个主要步骤：

• 建模
• 选择分析类型和分析选项
• 施加边界条件并求解
• 评价结果
  
  

建模：

• 必须定义密度
• 只能使用线性单元和线性材料，非线性性质将被忽略
  
  

4、实模态的一些特征：

1.通过驻波描述实模态，而这些驻波的节点位置是固定的；

2.所有点同一时刻通过它们的最大和最小位置处；

3.所有点同一时刻通过零点位置；

4.模态振型为带符号的实数值；

5.所有点同结构上任何其他点，要么完全同相位，要么完全反相位；

6.无阻尼得到的模态振型与比例阻尼的模态振型相同，这些振型解耠质量、阻尼和刚度矩阵。

5、复模态的一些特征：

1.通过行波描述复模态，节点似乎在结构上移动；

2.所有点不在同一时刻通过它们的最大值位置处，一些点似乎落后其它点；

3.所有点不在同一时刻通过零点位置；

4.模态振型不能用实数描述，为复数；

5.不同自由度之间不存在特定的相位关系，没有完全同相位或者完全180度反相关系；

6.由无阻尼情况得到的模态振型将不解耦阻尼矩阵。

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