关于动力学-模态分析清单

zhengmai0101

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。