文档介绍：第八章模态分析2? 直梁??????? 平面刚架???????????: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****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4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–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。5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。6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。第二节:术语和概念??????????02??uMK???????????0??uKuM??????????????????tFuKuCuM???????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 = u0cos(wt), 其中 w 为自振圆周频率(弧度/秒)注意:7?特征值的平方根是wi,它是结构的自然圆周频率(弧度/秒),并可得出自然频率fi = wi /2p?特征向量{u}i表示振型,即假定结构以频率fi振动时的形状?模态提取是用来描述特征值和特征向量计算的术语8?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9模态提取方法- Block Lanczos法?Block Lanczos法可以在大多数场合中使用:–是一种功能强大的方法,当提取中型到大型模型( ~ 个自由度)的大量振型时(40+),这种方法很有效;–经常应用在具有实体单元或壳单元的模型中;–在具有或没有初始截断点时同样有效。(允许提取高于某个给定频率的振型);–可以很好地处理刚体振型;–需要较高的内存。10模态提取方法- 子空间法?子空间法比较适合于提取类似中型到大型模型的较少的振型(<40)–需要相对较少的内存;–实体单元和壳单元应当具有较好的单元形状,要对任何关于单元形状的警告信息予以注意;–在具有刚体振型时可能会出现收敛问题;–建议在具有约束方程时不要用此方法。