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有限元分析之结构分析篇－模态分析
有限元分析之结构分析篇－模态分析
模态
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更新于2023-05-24
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有利于有限元分析，模态分析是结构分析的重要部分，也是其它动力学分析的基础
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第二章
第二章
模态分析
M2-2
模态分析
模态分析
第一节： 模态分析的定义和目的
第二节： 对模态分析有关的概念
、术语以及模态提取方法的讨论
第三节： 学会如何在
ANSYS
中做模态分析
第四节： 做几个模态分析的练习
第五节： 学会如何做具有预应力
的模态分析
第六节： 学会如何在模态分析中
利用循环对称性
M2-3
模态分析
模态分析
第一节： 定义
和目的
第一节： 定义
和目的
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
(
特征
值
)
–
振型（
特征向量
）
–
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。
M2-4
模态分析
模态分析
定义和目的（续
上页）
定义和目的（续
上页）
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。
M2-5
通用运动方程：
•
假定为自由振动并忽略阻尼：
•
假定为谐运动：
这个方程的根是
i
，
即特征值，
i
的范围从
1
到自由度的数目，
相应的向量是
{u}
I
，
即特征向量。
模态分析
模态分析
第二节： 术语
和概念
第二节： 术语
和概念
0
2
u
M
K
0
u
K
u
M
t
F
u
K
u
C
u
M
•
模
态分析假定
结构是线性的
(
如
, [M]
和
[K]
保持为常数
)
•
简谐运动方程
u = u
0
cos(
t),
其
中
为为为为为为为为为
/
秒）
注意
:
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