模態(tài)分析，模態(tài)分析中應(yīng)變模態(tài)的基本概念是什么

來(lái)源：整理時(shí)間：2023-10-19 06:34:33 編輯：智能門戶手機(jī)版

1，模態(tài)分析中應(yīng)變模態(tài)的基本概念是什么

借用結(jié)構(gòu)模態(tài)的尋找振動(dòng)位移分布規(guī)律的概念，去尋找在結(jié)構(gòu)上應(yīng)變的分布規(guī)律。應(yīng)變模態(tài)反應(yīng)的是結(jié)構(gòu)各個(gè)部位的應(yīng)變大小，應(yīng)變振型中變化大的點(diǎn)表示此點(diǎn)的應(yīng)變大而不是位移變形大。單點(diǎn)激勵(lì)，多點(diǎn)應(yīng)變響應(yīng)，可以得到應(yīng)變模態(tài)。應(yīng)變模態(tài)的好處是，可直接研究某些點(diǎn)的應(yīng)變，如應(yīng)力集中問(wèn)題，局部結(jié)構(gòu)變動(dòng)對(duì)變動(dòng)區(qū)附近的影響問(wèn)題。

模態(tài)分析中應(yīng)變模態(tài)的基本概念是什么

2，什么是模態(tài)分析

模態(tài)分析是研究結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性一種近代方法，是系統(tǒng)辨別方法在工程振動(dòng)領(lǐng)域中的應(yīng)用。模態(tài)是機(jī)械結(jié)構(gòu)的固有振動(dòng)特性，每一個(gè)模態(tài)具有特定的固有頻率、阻尼比和模態(tài)振型。這些模態(tài)參數(shù)可以由計(jì)算或試驗(yàn)分析取得，這樣一個(gè)計(jì)算或試驗(yàn)分析過(guò)程稱為模態(tài)分析。這個(gè)分析過(guò)程如果是由有限元計(jì)算的方法取得的，則稱為計(jì)算模態(tài)分析；如果通過(guò)試驗(yàn)將采集的系統(tǒng)輸入與輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)參數(shù)識(shí)別獲得模態(tài)參數(shù)，稱為試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析。通常，模態(tài)分析都是指試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析。

什么是模態(tài)分析

3，自由模態(tài)分析和模態(tài)分析有區(qū)別嗎

自由模態(tài)分析是模態(tài)分析的一個(gè)重要組成部分，它不考慮任何約束的影響，得到的是結(jié)構(gòu)本身的固有特性。通過(guò)自由模態(tài)的分析，可以對(duì)結(jié)構(gòu)本身的尺寸、材料、振動(dòng)情況等有個(gè)大概的了解。在不同的約束狀態(tài)下，結(jié)構(gòu)的固有頻率和振動(dòng)模態(tài)會(huì)發(fā)生改變，因此在施加約束之后的模態(tài)分析能夠反映結(jié)構(gòu)的真實(shí)振動(dòng)情況，研究約束對(duì)模態(tài)的影響。自由模態(tài)分析與施加約束的模態(tài)分析都是模態(tài)分析的一部分，雖然自由模態(tài)分析在真實(shí)情況下不會(huì)發(fā)生，但是它是研究結(jié)構(gòu)本身固有特性的一個(gè)途徑，在某些情況下，也是必要的。

自由模態(tài)分析和模態(tài)分析有區(qū)別嗎

4，ansys模態(tài)分析時(shí)輸入的模態(tài)數(shù)具體指的是什么

一般待分析模型的模態(tài)都是N多的，但是一般考慮的也是前幾階，模態(tài)包括固有頻率、阻尼比和振型。你分析的前5階模態(tài)，這五個(gè)值逐次增大，分析代表該模型“自由振動(dòng)”時(shí)的前5個(gè)固有頻率，如果外部激勵(lì)的頻率接近這五個(gè)頻率，該模型將會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，這在工程中是需要避免的。5個(gè)方向的振動(dòng)代表的是前5階模態(tài)下，每個(gè)固有頻率對(duì)應(yīng)的“振型”，通俗點(diǎn)說(shuō)，就是該模型在自由振動(dòng)下的形態(tài)。希望可以幫到你

模態(tài)是一個(gè)總稱，一個(gè)物體有無(wú)數(shù)個(gè)模態(tài)，每一階模態(tài)都含有一個(gè)模態(tài)頻率、模態(tài)振型、模態(tài)阻尼、模態(tài)剛度、模態(tài)質(zhì)量，然后按照模態(tài)頻率從小到大排列。最小的就是第一階模態(tài)，你所謂的數(shù)值就是模態(tài)頻率，所謂的不同方向的振動(dòng)就是模態(tài)振型。　　每一個(gè)模態(tài)具有特定的固有頻率、阻尼比和模態(tài)振型。這些模態(tài)參數(shù)可以由計(jì)算或試驗(yàn)分析取得.　　模態(tài)是結(jié)構(gòu)的固有振動(dòng)特性，每一個(gè)模態(tài)具有特定的固有頻率、阻尼比和模態(tài)振型。這些模態(tài)參數(shù)可以由計(jì)算或試驗(yàn)分析取得，這樣一個(gè)計(jì)算或試驗(yàn)分析過(guò)程稱為模態(tài)分析。這個(gè)分析過(guò)程如果是由有限元計(jì)算的方法取得的，則稱為計(jì)算模態(tài)分析；如果通過(guò)試驗(yàn)將采集的系統(tǒng)輸入與輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)參數(shù)識(shí)別獲得模態(tài)參數(shù)，稱為試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析。通常，模態(tài)分析都是指試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析。振動(dòng)模態(tài)是彈性結(jié)構(gòu)的固有的、整體的特性。如果通過(guò)模態(tài)分析方法搞清楚了結(jié)構(gòu)物在某一易受影響的頻率范圍內(nèi)各階主要模態(tài)的特性，就可能預(yù)言結(jié)構(gòu)在此頻段內(nèi)在外部或內(nèi)部各種振源作用下實(shí)際振動(dòng)響應(yīng)。因此，模態(tài)分析是結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)及設(shè)備的故障診斷的重要方法?！　∧B(tài)分析是研究結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性一種近代方法，是系統(tǒng)辨別方法在工程振動(dòng)領(lǐng)域中的應(yīng)用。　　機(jī)器、建筑物、航天航空飛行器、船舶、汽車等的實(shí)際振動(dòng)千姿百態(tài)、瞬息變化。模態(tài)分析提供了研究各種實(shí)際結(jié)構(gòu)振動(dòng)的一條有效途徑。首先，將結(jié)構(gòu)物在靜止?fàn)顟B(tài)下進(jìn)行人為激振，通過(guò)測(cè)量激振力與振動(dòng)響應(yīng)并進(jìn)行雙通道快速傅里葉變換（FFT）分析，得到任意兩點(diǎn)之間的機(jī)械導(dǎo)納函數(shù)（傳遞函數(shù)）。用模態(tài)分析理論通過(guò)對(duì)試驗(yàn)導(dǎo)納函數(shù)的曲線擬合，識(shí)別出結(jié)構(gòu)物的模態(tài)參數(shù)，從而建立起結(jié)構(gòu)物的模態(tài)模型。根據(jù)模態(tài)疊加原理，在已知各種載荷時(shí)間歷程的情況下，就可以預(yù)言結(jié)構(gòu)物的實(shí)際振動(dòng)的響應(yīng)歷程或響應(yīng)譜。

理論上是可以取一個(gè)薄片去分析的，但是通常不會(huì)這么做；在取四分之一、八分之一等時(shí)，這個(gè)時(shí)候的單元仍為solid，但是如果取一個(gè)薄片，單元估計(jì)就會(huì)變成shell了，solid與shell對(duì)同一個(gè)模型的模態(tài)分析，相差較多。另外，模態(tài)分析是線性分析，對(duì)計(jì)算機(jī)的資源需求不高，甚至可以不用取四分之一，而采用直接對(duì)整個(gè)圓柱建模。是可以簡(jiǎn)化的。但是對(duì)稱模型=結(jié)構(gòu)對(duì)稱+約束對(duì)稱+載荷對(duì)稱，三者缺一不可，只有三者完全滿足時(shí)，才可以對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)化。

5，什么是葉片的模態(tài)分析

模態(tài)分析就是分析葉片的振動(dòng)特性，主要考察葉片的固有頻率，不知你說(shuō)的葉片是用在什么地方的，不同用途的葉片模態(tài)分析方法有寫區(qū)別

簡(jiǎn)單地說(shuō)，模態(tài)分析是根據(jù)用結(jié)構(gòu)的固有特征，包括頻率、阻尼和模態(tài)振型，這些動(dòng)力學(xué)屬性去描述結(jié)構(gòu)的過(guò)程。那只是一句總結(jié)性的語(yǔ)言，現(xiàn)在讓我來(lái)解釋模態(tài)分析到底是怎樣的一個(gè)過(guò)程。不涉及太多的技術(shù)方面的知識(shí)，我經(jīng)常用一塊平板的振動(dòng)模式來(lái)簡(jiǎn)單地解釋模態(tài)分析。這個(gè)解釋過(guò)程對(duì)于那些振動(dòng)和模態(tài)分析的新手們通常是有用的。考慮自由支撐的平板，在平板的一角施加一個(gè)常力，由靜力學(xué)可知，一個(gè)靜態(tài)力會(huì)引起平板的某種靜態(tài)變形。但是在這兒我要施加的是一個(gè)以正弦方式變化，且頻率固定的振蕩常力。改變此力的振動(dòng)頻率，但是力的峰值保持不變，僅僅是改變力的振動(dòng)頻率。同時(shí)在平板另一個(gè)角點(diǎn)安裝一個(gè)加速度傳感器，測(cè)量由此激勵(lì)力引起的平板響應(yīng)。現(xiàn)在如果我們測(cè)量平板的響應(yīng)，會(huì)注意到平板的響應(yīng)幅值隨著激勵(lì)力的振動(dòng)頻率的變化而變化。隨著時(shí)間的推進(jìn)，響應(yīng)幅值在不同的頻率處有增也有減。這似乎很怪異，因?yàn)槲覀儗?duì)此系統(tǒng)僅施加了一個(gè)常力，而響應(yīng)幅值的變化卻依賴于激勵(lì)力的振動(dòng)頻率。具體體現(xiàn)在，當(dāng)我們施加的激勵(lì)力的振動(dòng)頻率越來(lái)越接近系統(tǒng)的固有頻率（或者共振頻率）時(shí)，響應(yīng)幅值會(huì)越來(lái)越大，在激勵(lì)力的振動(dòng)頻率等于系統(tǒng)的共振頻率時(shí)達(dá)到最大值。想想看，真令人大為驚奇，因?yàn)槭┘拥耐饬Ψ逯凳冀K相同，而僅僅是改變其振動(dòng)頻率。時(shí)域數(shù)據(jù)提供了非常有用的信息，但是如果用快速傅立葉變換（fft）將時(shí)域數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到頻域，可以計(jì)算出所謂的頻響函數(shù)（frf）。這個(gè)函數(shù)有一些非常有趣的信息值得關(guān)注：注意到頻響函數(shù)的峰值出現(xiàn)在系統(tǒng)的共振頻率處，注意到頻響函數(shù)的這些峰出現(xiàn)在觀測(cè)到的時(shí)域響應(yīng)信號(hào)的幅值達(dá)到最大時(shí)刻的頻率處。如果我們將頻響函數(shù)疊加在時(shí)域波形之上，會(huì)發(fā)現(xiàn)時(shí)域波形幅值達(dá)到最大值時(shí)的激勵(lì)力振動(dòng)頻率等于頻響函數(shù)峰值處的頻率。因此可以看出，既可以使用時(shí)域信號(hào)確定系統(tǒng)的固有頻率，也可以使用頻響函數(shù)確定這些固有頻率。顯然，頻響函數(shù)更易于估計(jì)系統(tǒng)的固有頻率。許多人驚奇結(jié)構(gòu)怎么會(huì)有這些固有特征，而更讓人驚奇的是在不同的固有頻率處，結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)的變形模式也不同，且這些變形模式依賴于激勵(lì)力的頻率。現(xiàn)在讓我們了解結(jié)構(gòu)在每一個(gè)固有頻率處的變形模式。在平板上均勻分布45個(gè)加速度計(jì)，用于測(cè)量平板在不同激勵(lì)頻率下的響應(yīng)幅值。如果激勵(lì)力在結(jié)構(gòu)的每一個(gè)固有頻率處駐留，會(huì)發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)本身存在特定的變形模式。這個(gè)特征表明激勵(lì)頻率與系統(tǒng)的某一階固有頻率相等時(shí)，會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生相應(yīng)的變形模式。我們注意到當(dāng)激勵(lì)頻率在第一階固有頻率處駐留時(shí)，平板發(fā)生了第1階彎曲變形，在圖中用藍(lán)色表示。在第2階固有頻率處駐留時(shí)，平板發(fā)生了第1階扭轉(zhuǎn)變形，在圖中用紅色表示。分別在結(jié)構(gòu)的第3和第4階固有頻率處駐留時(shí)，平板發(fā)生了第2階彎曲變形，在圖中用綠色表示，和第2階扭轉(zhuǎn)變形，在圖中用紅紫紅色表示。這些變形模式稱為結(jié)構(gòu)的模態(tài)振型。（從純數(shù)學(xué)角度講，這種叫法實(shí)際上不完全正確，但在這兒作為簡(jiǎn)單的討論，從實(shí)際應(yīng)用角度講，這些變形模式非常接近模態(tài)振型。）我們?cè)O(shè)計(jì)的所有結(jié)構(gòu)都具有各自的固有頻率和模態(tài)振型。本質(zhì)上，這些特性取決于確定結(jié)構(gòu)固有頻率和模態(tài)振型的結(jié)構(gòu)質(zhì)量和剛度分布。作為一名設(shè)計(jì)工程師，需要識(shí)別這些頻率，并且當(dāng)有外力激勵(lì)結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)知道它們?cè)鯓佑绊懡Y(jié)構(gòu)的響應(yīng)。理解模態(tài)振型和結(jié)構(gòu)怎樣振動(dòng)有助于設(shè)計(jì)工程師設(shè)計(jì)更優(yōu)的結(jié)構(gòu)。模態(tài)分析有太多的需要講解的地方，但這個(gè)例子僅僅是一個(gè)非常簡(jiǎn)單的解釋。現(xiàn)在我們能更好地理解模態(tài)分析主要是研究結(jié)構(gòu)的固有特性。理解固有頻率和模態(tài)振型（依賴結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度分布）有助于設(shè)計(jì)噪聲和振動(dòng)應(yīng)用方面的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。我們使用模態(tài)分析有助于設(shè)計(jì)所有類型的結(jié)構(gòu)，包括機(jī)車、航天器，宇宙飛船、計(jì)算機(jī)、網(wǎng)球拍、高爾夫球桿……這些清單舉不勝舉。

6，什么是模態(tài)分析步驟是怎樣的

模態(tài)是結(jié)構(gòu)的固有振動(dòng)特性，每一個(gè)模態(tài)具有特定的固有頻率、阻尼比和模態(tài)振型。這些模態(tài)參數(shù)可以由計(jì)算或試驗(yàn)分析取得，這樣一個(gè)計(jì)算或試驗(yàn)分析過(guò)程稱為模態(tài)分析。這個(gè)分析過(guò)程如果是由有限元計(jì)算的方法取得的，則稱為計(jì)算模態(tài)分析；如果通過(guò)試驗(yàn)將采集的系統(tǒng)輸入與輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)參數(shù)識(shí)別獲得模態(tài)參數(shù)，稱為試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析。通常，模態(tài)分析都是指試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析。振動(dòng)模態(tài)是彈性結(jié)構(gòu)的固有的、整體的特性。如果通過(guò)模態(tài)分析方法搞清楚了結(jié)構(gòu)物在某一易受影響的頻率范圍內(nèi)各階主要模態(tài)的特性，就可能預(yù)言結(jié)構(gòu)在此頻段內(nèi)在外部或內(nèi)部各種振源作用下實(shí)際振動(dòng)響應(yīng)。因此，模態(tài)分析是結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)及設(shè)備的故障診斷的重要方法。近十多年來(lái)，由于計(jì)算機(jī)技術(shù)、FFT分析儀、高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以及振動(dòng)傳感器、激勵(lì)...模態(tài)是結(jié)構(gòu)的固有振動(dòng)特性，每一個(gè)模態(tài)具有特定的固有頻率、阻尼比和模態(tài)振型。這些模態(tài)參數(shù)可以由計(jì)算或試驗(yàn)分析取得，這樣一個(gè)計(jì)算或試驗(yàn)分析過(guò)程稱為模態(tài)分析。這個(gè)分析過(guò)程如果是由有限元計(jì)算的方法取得的，則稱為計(jì)算模態(tài)分析；如果通過(guò)試驗(yàn)將采集的系統(tǒng)輸入與輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)參數(shù)識(shí)別獲得模態(tài)參數(shù)，稱為試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析。通常，模態(tài)分析都是指試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析。振動(dòng)模態(tài)是彈性結(jié)構(gòu)的固有的、整體的特性。如果通過(guò)模態(tài)分析方法搞清楚了結(jié)構(gòu)物在某一易受影響的頻率范圍內(nèi)各階主要模態(tài)的特性，就可能預(yù)言結(jié)構(gòu)在此頻段內(nèi)在外部或內(nèi)部各種振源作用下實(shí)際振動(dòng)響應(yīng)。因此，模態(tài)分析是結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)及設(shè)備的故障診斷的重要方法。近十多年來(lái)，由于計(jì)算機(jī)技術(shù)、FFT分析儀、高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以及振動(dòng)傳感器、激勵(lì)器等技術(shù)的發(fā)展，試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析得到了很快的發(fā)展，受到了機(jī)械、電力、建筑、水利、航空、航天等許多產(chǎn)業(yè)部門的高度重視。已有多種檔次、各種原理的模態(tài)分析硬件與軟件問(wèn)世。在各種各樣的模態(tài)分析方法中，大致均可分為四個(gè)基本過(guò)程：　?。?）動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的采集及頻響函數(shù)或脈沖響應(yīng)函數(shù)分析　　1）激勵(lì)方法。試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析是人為地對(duì)結(jié)構(gòu)物施加一定動(dòng)態(tài)激勵(lì)，采集各點(diǎn)的振動(dòng)響應(yīng)信號(hào)及激振力信號(hào)，根據(jù)力及響應(yīng)信號(hào)，用各種參數(shù)識(shí)別方法獲取模態(tài)參數(shù)。激勵(lì)方法不同，相應(yīng)識(shí)別方法也不同。目前主要由單輸入單輸出（SISO）、單輸入多輸出（SIMO）多輸入多輸出（MIMO）三種方法。以輸入力的信號(hào)特征還可分為正弦慢掃描、正弦快掃描、穩(wěn)態(tài)隨機(jī)（包括白噪聲、寬帶噪聲或偽隨機(jī)）、瞬態(tài)激勵(lì)（包括隨機(jī)脈沖激勵(lì)）等。　　2）數(shù)據(jù)采集。SISO方法要求同時(shí)高速采集輸入與輸出兩個(gè)點(diǎn)的信號(hào)，用不斷移動(dòng)激勵(lì)點(diǎn)位置或響應(yīng)點(diǎn)位置的辦法取得振形數(shù)據(jù)。SIMO及MIMO的方法則要求大量通道數(shù)據(jù)的高速并行采集，因此要求大量的振動(dòng)測(cè)量傳感器或激振器，試驗(yàn)成本較高。　　3）時(shí)域或頻域信號(hào)處理。例如譜分析、傳遞函數(shù)估計(jì)、脈沖響應(yīng)測(cè)量以及濾波、相關(guān)分析等。　?。?）建立結(jié)構(gòu)數(shù)學(xué)模型根據(jù)已知條件，建立一種描述結(jié)構(gòu)狀態(tài)及特性的模型，作為計(jì)算及識(shí)別參數(shù)依據(jù)。目前一般假定系統(tǒng)為線性的。由于采用的識(shí)別方法不同，也分為頻域建模和時(shí)域建模。根據(jù)阻尼特性及頻率耦合程度分為實(shí)模態(tài)或復(fù)模態(tài)模型等。　?。?）參數(shù)識(shí)別按識(shí)別域的不同可分為頻域法、時(shí)域法和混合域法，后者是指在時(shí)域識(shí)別復(fù)特征值，再回到頻域中識(shí)別振型，激勵(lì)方式不同（SISO、SIMO、MIMO），相應(yīng)的參數(shù)識(shí)別方法也不盡相同。并非越復(fù)雜的方法識(shí)別的結(jié)果越可靠。對(duì)于目前能夠進(jìn)行的大多數(shù)不是十分復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，只要取得了可靠的頻響數(shù)據(jù)，即使用較簡(jiǎn)單的識(shí)別方法也可能獲得良好的模態(tài)參數(shù)；反之，即使用最復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型、最高級(jí)的擬合方法，如果頻響測(cè)量數(shù)據(jù)不可靠，則識(shí)別的結(jié)果一定不會(huì)理想。　?。?）振形動(dòng)畫參數(shù)識(shí)別的結(jié)果得到了結(jié)構(gòu)的模態(tài)參數(shù)模型，即一組固有頻率、模態(tài)阻尼以及相應(yīng)各階模態(tài)的振形。由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，由許多自由度組成的振形也相當(dāng)復(fù)雜，必須采用動(dòng)畫的方法，將放大了的振形疊加到原始的幾何形狀上。　　以上四個(gè)步驟是模態(tài)試驗(yàn)及分析的主要過(guò)程。而支持這個(gè)過(guò)程的除了激振拾振裝置、雙通道FFT分析儀、臺(tái)式或便攜式計(jì)算機(jī)等硬件外，還要有一個(gè)完善的模態(tài)分析軟件包。通用的模態(tài)分析軟件包必須適合各種結(jié)構(gòu)物的幾何物征，設(shè)置多種坐標(biāo)系，劃分多個(gè)子結(jié)構(gòu)，具有多種擬合方法，并能將結(jié)構(gòu)的模態(tài)振動(dòng)在屏幕上三維實(shí)時(shí)動(dòng)畫顯示。

是施加彈性支承（彈簧）嗎？在ansys中有專門的combination單元，比如combin 14，可以在實(shí)常數(shù)中設(shè)置該單元的剛度。