移频技术优化子结构低阶主模态截断方法

"移频技术在子结构低阶主模态截断中的应用 (2013年)" 本文探讨了移频技术在子结构低阶主模态截断中的应用，主要关注于如何提高复杂结构中频段动态响应计算的效率。在传统的固定界面模态综合法中，子结构的低阶主模态往往需要被完整保留，这导致计算量巨大，特别是在大型工程结构如汽车白车身的分析中。为了克服这一问题，作者提出了一个创新的方法，即通过移频处理来截断这些低阶主模态。 首先，该方法对子结构的自由振动微分方程进行了移频操作。移频技术是一种改变信号频率的技术，其目的是在不改变信号本质的情况下，将感兴趣的频率成分移动到频谱的其他位置。在本文的上下文中，移频处理使得子结构的低阶主模态对系统中频段模态的影响减小，从而降低了它们在整体动态响应中的贡献。 接下来，作者采用了包含惯性力影响因素的子结构准静力模态进行坐标变换。这种坐标变换能够更好地捕捉结构在动态载荷下的行为，特别是当涉及到非线性效应时。通过这种变换，可以更精确地识别和隔离子结构的低阶主模态，实现有效的截断。 在实际应用中，该方法被应用于一个特定的白车身有限元模型，研究其在160~190 Hz频率范围内的动态响应特性。对比传统方法，引入移频技术后，子结构保留的主模态数量显著减少，从原来的1836阶降低到了297阶，同时计算时间减少了27.7%。这一结果显示，移频技术能够显著提高计算效率，对于处理复杂的结构动力学问题具有重要意义。 总结来说，移频技术在子结构低阶主模态截断中的应用为大型结构的动态响应分析提供了一种有效且高效的手段。通过移频处理和坐标变换，可以大幅减少计算复杂度，缩短计算时间，这对于工程实践中的结构动力学建模与分析具有实际价值。此外，这种方法也有助于优化有限元模型的简化过程，使得工程师能够更加专注于关键的动态行为，而无需考虑所有不必要的细节。