模态分析算法原理与实例ppt课件

模态分析、1 .模态分析概述和模态分析用于确定机械零件的振动特性，即结构的固有频率和模式，结构是承受动载设计的重要参数。 模态分析已经应用于十航、宇宙、核工业、武器等各工程部门。 同时，也可以作为非稳态动力学分析、协调响应分析、频谱分析等其他动力学分析问题的起点，模态分析也是进行频谱分析和模态叠加法的协调响应分析和非稳态动力学分析所必需的前期分析过程。 ANSYS模态分析允许对预应力结构进行模态分析。无阻尼线性结构自由振动的控制方程：假定结构运动的协调运动：将结构运动的位移和速度代入控制方程，2 .模态分析理论能够满足以下两种情况： (1)i=0-表示结构没有振动，(2)不考虑将其截断， n个方程式的根，这些根能够求出该方程式的特征值的每1根(特征量)，特征向量各一个对应。 2 .模态分析理论，2 .模态分析理论，ANSYS是使用下式的输出计算出的模态频率：其中，fi的单位为Hz，即旋转/秒。 如果模型约束不充分并且刚性运动发生，则整个刚性矩阵K可能是半正常的，并且固有频率可能是0。在大多数情况下，建议选择ProgramControlled选项。 程序自动优化选择算法。 (1)Direct-BlockLanczos-提取从中型到大型模型(50000到100000自由度)的大量模式的有效方法-经常应用于具有实体单位或壳单位的模型-可以很好地处理刚体模式3 .模式计算方法，(2)Iterative-PCGLanczos-可处理对称矩阵，但不用于求解弯曲模式-适于求解中-大模态计算问题，提取的模态阶数高于100阶-适于网格分割的三维实体单元， (3)Unsymmetric-能够处理非对称矩阵-模态计算使用完整的刚度和质量矩阵-适合于解决k和m为非对称矩阵的问题，例如流-固耦合振动和声振动-由复数表示的特征向量和特征向量-实数部分表示自然频率-虚数部分表示稳定性3 .模式计算方法， (4)Supernode-可处理对称矩阵，但不用于求解弯曲模式-适于求解大模态计算问题，提取的模态阶高于100000阶-主要是二维平面，壳/梁结构(提取模态阶等于或大于100 ) 单击和应用于三维实体结构(抽取模式的阶数大于或等于250 )，如果结构中存在阻尼，请将阻尼选项设置为yes，然后选择解决方法。 (5)全阻尼、3 .模态计算方法、3 .模态计算方法、(6)冗馀阻尼、QR阻尼方法能够很好地求解大阻尼系统的模态分析，阻尼是任意阻尼类型，即比例阻尼还是非比例阻尼该方法的计算精度取决于提取的模式数，因此建议提取足够的基频模式。 特别是衰减大的系统应该这样做，保证计算结果良好。 不建议使用此方法提取极限衰减或过衰减系统的模式。 该方法输出实部和虚部的特征量(频率)，但仅输出实特征向量(模式模式)。4.1模式抽取阶数-用户必须指定在模式计算期间抽取的模式阶数，程序默认计算第一个六阶结构特定频率和模式-如何设置抽取特定频率： -设置特定抽取阶数-定义感兴趣的结构特定频率范围。 4 .模式计算设定，4.2求解控制程序提供了两种求解控制方法：考虑阻尼时不考虑阻尼-程序默认不考虑阻尼，考虑时激活-选择对应的模式计算方法，建议程序控制。4 .模态计算设置、4 .模态计算设置和4.3输出控制的缺省情况下，程序仅输出模态和模态频率的用户还可以设置输出应力和应变注意：模态计算的应力和应变是相对值，而不是实际的应力值。应力值实际上没有意义。 如果振动型相对于单位矩阵是统一的，则可以在某个振动型中比较不同点的应力，可能存在应力集中。5.在模态计算中可以定义接触设置，在模态计算中可以定义不同结构之间的接触，但由于模态计算是纯线性分析，因此模态计算中的接触定义与其它非线性问题中定义的接触不同，模态计算中的接触具体设置如下：6.预应力模态分析和预应力模态分析是什么？为什么要进行预应力模态分析？与具有预应力结构的模态分析相同的结构在不同的应力状态下显示出不同的动力特性。 例如，弦随着拉力的增大，振动的频率也会增加。