結構模態分析實現方法的研究

『壹』 什麼是結構的模態分析

答：模態是振動系統的一種固有振動特性，模態一般包含頻率、振型、阻尼...。 然而，為了便於對模態進行稱呼，就以模態頻率的大小進行排隊，這種排隊的順序往往就是所謂的「階」。振動系統各階模態的分析研究。這種振動系統是指多自由度系統、連續彈性體振動系統或復雜結構物。對應於無阻尼系統各階主振動(固有振動)，各點位移具有某種駐定形態，這些點同相或反相也通過平衡位置，又同相或反相地到達極端位置，構成實模態。振動系統最低階固有頻率的模態稱基本模態。模態分析可解決線性系統的如下問題：①對系統各階模態進行響應分析，疊加各響應波形可求得系統各點的總響應；②求出各階模態的最大響應值，再作適當組合，可求得系統某點的最大響應值；③在激勵頻率已知的受迫振動中，分析系統能否發生共振；④表示系統的動態特性，指導人們調整系統的某些參數(如質量、阻尼率、剛度等 ) ，使動態特性達到最優，或使系統的響應控制在所需范圍內。模態分析在工程中應用甚廣，例如：①對航天器進行模態分析，以顯示其在發射過程和空中飛行環境中的響應，從而判斷它是否會損壞。②對懸索橋進行模態分析，可知它在風激勵下是否會發生共振，經計算響應後還可預估壽命。③對發動機外殼進行模態分析，有助於研究振動產生雜訊的成分和提供雜訊的比重。④對滾珠軸承進行模態分析，有助於識別故障及發生振動和雜訊的原因。一些大阻尼、非比例阻尼的復雜結構物（如高阻尼復合材料結構物），系統的響應不能按主模態分解，系統各點即不同相也不反相，振動無駐定形態，節點位置不固定，模態矢量不是實數而是復數。對具有上述特徵的振動系統，不能用實模態理論及其分析方法而須用復模態理論及其分析方法研究系統的響應問題。

『貳』 如何利用ansys對車架結構進行模態分析

1設定結構參數
2用ansys建造實體模型，這部分很重要，可以買本書參考一下。
3進行網格化分，可以大一些，運算會快很多。
4選用模態命令對其進行分析。
ps：1最好用ansys本體建造模型，不要用proe或者其他模型導入，點面不能完全導入，這對結果影響很大。
2你最好買一本相關的教材參照一下，自己摸索很難，祝你好運！

『叄』 模態分析和靜力學分析的區別

模態分析和靜力學分析的區別：

模態分析：是研究結構動力特性一種方法，一般應用在工程振動領域。其中，模態是指機械結構的固有振動特性，每一個模態都有特定的固有頻率、阻尼比和模態振型。分析這些模態參數的過程稱為模態分析。按計算方法，模態分析可分為計算模態分析和試驗模態分析。

靜力分析：用來分析結構在給定靜力載荷作用下的響應。一般情況下，比較關注的往往是結構的位移、約束反力、應力以及應變等參數。

結構模態分析

模態向量有一個很重要的特性,即「模態正交性'」。所謂模態分析法，就是利用系統固有的模態的正交性，以系統的各階模態向量所組成的模態矩陣作為交換矩陣，對通常選取的物理坐標進行線性變換，使得振動系統以物理坐標和物理參數所描述、互相耦合的運動方程組，能夠變為一組彼此獨立的方程，每個獨立方程只含一個獨立的模態坐標。

這個用模態坐標和模態參數所描述的各個獨立方程，稱為模態方程。模態分析實質上是一種坐標變換，其目的是為了解除方程的耦合，便於求解由於坐標變換是線性變換，因而系統在原有的物理系統中，對於任意激勵的響應，便可視為系統各階模態的線性組合，故模態分析法，又稱模態疊加法。而各階模態在疊加中所佔的比重或加權系數，則取決於各階的模態坐標響應。

一般來說,高階模態比低階模態的加權系數要小得多，通常只需要選取前階模態進行疊加，即可達到足夠的精度。由此可知模態分析的主要優點就在於，它能用較少的運動方程或自由度數，直觀、簡明而又相當精確的去反映一個比較復雜結構的動態特性，從而大大減小測量、分析及計算的工作量。

『肆』 什麼是模態分析，它的分析過程和用處是什麼

模態分析是研究結構動力特性一種近代方法，是系統辨別方法在工程振動領域中的應用。模態是機械結構的固有振動特性，每一個模態具有特定的固有頻率、阻尼比和模態振型。這些模態參數可以由計算或試驗分析取得

『伍』 ansys中如何進行結構的模態分析

模態分析中模態的提取方法有七種，即分塊蘭索斯法（Block Lanczos ）、子空間迭代法（Subspace iteration）、縮減法或凝聚法（REDUC）、PowerDynamics法、非對稱法（UNSYM）、阻尼法（DAMP）、QR阻尼法（QRDAMP），預設時採用分塊蘭索斯法。 一、模態分析的基本過程 1、建模 建模時需注意以下問題： (1)在模態分析中只有線性行為是有效的。如果指定了非線性單元，它們將被當作是線性的。如分析中包含了接觸單元，則系統取其初始狀態的剛度值並且不再改變此剛度值。 (2)材料性質可以是線性、各向同性或正交各向異性、恆定或與溫度相關。在模態分析中必須定義彈性模量Ex(或某種形式的剛度)和密度DENs(或某種形式的質量)。而非線性特性將被忽略。 2、載入及求解 3、擴展模態、 4、觀察結果

『陸』 模態分析的詳細說明

模態分析的最終目標是識別出系統的模態參數，為結構系統的振動特性分析、振動故障診斷和預報以及結構動力特性的優化設計提供依據。
模態分析技術的應用可歸結為以下幾個方面：
1) 評價現有結構系統的動態特性；
2) 在新產品設計中進行結構動態特性的預估和優化設計；
3) 診斷及預報結構系統的故障；
4) 控制結構的輻射雜訊；
5) 識別結構系統的載荷。 1）利用有限元分析模型確定模態試驗的測量點、激勵點、支持點（懸掛點），參照計算振型對測試模態參數進行辯識命名，尤其是對於復雜結構很重要。
2）利用試驗結果對有限元分析模型進行修改，以達到行業標准或國家標准要求。
3）利用有限元模型對試驗條件所產生的誤差進行模擬分析，如邊界條件模擬、附加質量、附加剛度所帶來的誤差及其消除。
4）兩套模型頻譜一致性和振型相關性分析。
5）利用有限元模型模擬分析解決實驗中出現的問題！ 用試驗模態分析的結果怎麼修正有限元分析的結果？
1）結構設計參數的修正，可用優化方法進行。
2）子結構校正因子修正。
3）結構矩陣元素修正，包括非零元素和全元素修正兩種。
4）剛度矩陣和質量矩陣同時修正

『柒』 什麼是模態分析，步驟是怎樣的

模態是結構的固有振動特性，每一個模態具有特定的固有頻率、阻尼比和模態振型。這些模態參數可以由計算或試驗分析取得，這樣一個計算或試驗分析過程稱為模態分析。這個分析過程如果是由有限元計算的方法取得的，則稱為計算模態分析；如果通過試驗將採集的系統輸入與輸出信號經過參數識別獲得模態參數，稱為試驗模態分析。通常，模態分析都是指試驗模態分析。振動模態是彈性結構的固有的、整體的特性。如果通過模態分析方法搞清楚了結構物在某一易受影響的頻率范圍內各階主要模態的特性，就可能預言結構在此頻段內在外部或內部各種振源作用下實際振動響應。因此，模態分析是結構動態設計及設備的故障診斷的重要方法。
近十多年來，由於計算機技術、FFT分析儀、高速數據採集系統以及振動感測器、激勵器等技術的發展，試驗模態分析得到了很快的發展，受到了機械、電力、建築、水利、航空、航天等許多產業部門的高度重視。已有多種檔次、各種原理的模態分析硬體與軟體問世。在各種各樣的模態分析方法中，大致均可分為四個基本過程：
（1）動態數據的採集及頻響函數或脈沖響應函數分析
1）激勵方法。試驗模態分析是人為地對結構物施加一定動態激勵，採集各點的振動響應信號及激振力信號，根據力及響應信號，用各種參數識別方法獲取模態參數。激勵方法不同，相應識別方法也不同。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。以輸入力的信號特徵還可分為正弦慢掃描、正弦快掃描、穩態隨機（包括白雜訊、寬頻雜訊或偽隨機）、瞬態激勵（包括隨機脈沖激勵）等。
2）數據採集。SISO方法要求同時高速採集輸入與輸出兩個點的信號，用不斷移動激勵點位置或響應點位置的辦法取得振形數據。SIMO及MIMO的方法則要求大量通道數據的高速並行採集，因此要求大量的振動測量感測器或激振器，試驗成本較高。
3）時域或頻域信號處理。例如譜分析、傳遞函數估計、脈沖響應測量以及濾波、相關分析等。
（2）建立結構數學模型根據已知條件，建立一種描述結構狀態及特性的模型，作為計算及識別參數依據。目前一般假定系統為線性的。由於採用的識別方法不同，也分為頻域建模和時域建模。根據阻尼特性及頻率耦合程度分為實模態或復模態模型等。
（3）參數識別按識別域的不同可分為頻域法、時域法和混合域法，後者是指在時域識別復特徵值，再回到頻域中識別振型，激勵方式不同（SISO、SIMO、MIMO），相應的參數識別方法也不盡相同。並非越復雜的方法識別的結果越可靠。 對於目前能夠進行的大多數不是十分復雜的結構，只要取得了可靠的頻響數據，即使用較簡單的識別方法也可能獲得良好的模態參數；反之，即使用最復雜的數學模型、最高級的擬合方法，如果頻響測量數據不可靠，則識別的結果一定不會理想。
（4）振形動畫參數識別的結果得到了結構的模態參數模型，即一組固有頻率、模態阻尼以及相應各階模態的振形。由於結構復雜，由許多自由度組成的振形也相當復雜，必須採用動畫的方法，將放大了的振形疊加到原始的幾何形狀上。
以上四個步驟是模態試驗及分析的主要過程。而支持這個過程的除了激振拾振裝置、雙通道FFT分析儀、台式或攜帶型計算機等硬體外，還要有一個完善的模態分析軟體包。通用的模態分析軟體包必須適合各種結構物的幾何物征，設置多種坐標系，劃分多個子結構，具有多種擬合方法，並能將結構的模態振動在屏幕上三維實時動畫顯示。

『捌』 請問模態分析的目的是什麼呢

目的：提高結構的特徵頻率，這個手段就是為了改變、優化設計尺寸和設法減小結構的質量。

模態分析的最終目標是識別出系統的模態參數，為結構系統的振動特性分析、振動故障診斷和預報以及結構動力特性的優化設計提供依據。

比如dmd當中就要注意頻率問題，避免與氣流共振，風洞試驗就是測試這種力學結構問題的。

(8)結構模態分析實現方法的研究擴展閱讀：

模態分析介紹

振動模態是彈性結構固有的、整體的特性。通過模態分析方法搞清楚了結構物在某一易受影響的頻率范圍內的各階主要模態的特性，就可以預言結構在此頻段內在外部或內部各種振源作用下產生的實際振動響應。因此，模態分析是結構動態設計及設備故障診斷的重要方法。

機器、建築物、航天航空飛行器、船舶、汽車等的實際振動模態各不相同。模態分析提供了研究各類振動特性的一條有效途徑。首先，將結構物在靜止狀態下進行人為激振，通過測量激振力與響應並進行雙通道快速傅里葉變換（FFT）分析，得到任意兩點之間的機械導納函數（傳遞函數）。

用模態分析理論通過對試驗導納函數的曲線擬合，識別出結構物的模態參數，從而建立起結構物的模態模型。根據模態疊加原理，在已知各種載荷時間歷程的情況下，就可以預言結構物的實際振動的響應歷程或響應譜。

由於計算機技術、FFT分析儀、高速數據採集系統以及振動感測器、激勵器等技術的發展，試驗模態分析得到了很快的發展，受到了機械、電力、建築、水利、航空、航天等許多產業部門的高度重視。已有多種檔次、各種原理的模態分析硬體與軟體問世。

『玖』 模態分析是什麼，怎麼做

模態分析是研究結構動力特性一種近代方法，是系統辨別方法在工程振動領域中的應用。模態是機械結構的固有振動特性，每一個模態具有特定的固有頻率、阻尼比和模態振型。這些模態參數可以由計算或試驗分析取得，這樣一個計算或試驗分析過程稱為模態分析。這個分析過程如果是由有限元計算的方法取得的，則稱為計算模態分析；如果通過試驗將採集的系統輸入與輸出信號經過參數識別獲得模態參數，稱為試驗模態分析。如果通過模態分析方法搞清楚了結構物在某一易受影響的頻率范圍內各階主要模態的特性，就可能預言結構在此頻段內在外部或內部各種振源作用下實際振動響應。因此，模態分析是結構動態設計及設備的故障診斷的重要方法。
模態分析方法的經典定義是：利用系統固有模態的正交性，以系統的各階模態向量所組成的模態矩陣作為變換矩陣，對通常選取的物理坐標進行線性變換，使得振動系統以模態坐標和模態參數所描述的、互相耦合的運動方程組，能夠變為一組彼此獨立的方程（每個獨立方程只含一個獨立的模態坐標。
其中計算模態分析是由ansys有限元軟體分析得到的，而實驗模態分析是由做實驗，然後用相關分析軟體分析得到。

『拾』 什麼是模態分析

模態分析是研究結構動力特性一種近代方法，是系統辨別方法在工程振動領域中的應用。

模態是機械結構的固有振動特性，每一個模態具有特定的固有頻率、阻尼比和模態振型。這些模態參數可以由計算或試驗分析取得，這樣一個計算或試驗分析過程稱為模態分析。這個分析過程如果是由有限元計算的方法取得的，則稱為計算模態分析；如果通過試驗將採集的系統輸入與輸出信號經過參數識別獲得模態參數，稱為試驗模態分析。通常，模態分析都是指試驗模態分析。

模態分析的經典定義：將線性定常系統振動微分方程組中的物理坐標變換為模態坐標，使方程組解耦，成為一組以模態坐標及模態參數描述的獨立方程，以便求出系統的模態參數。坐標變換的變換矩陣為模態矩陣，其每列為模態振型。

(10)結構模態分析實現方法的研究擴展閱讀：

模態分析技術的應用可歸結為以下幾個方面：

1、評價現有結構系統的動態特性；

2、在新產品設計中進行結構動態特性的預估和優化設計；

3、診斷及預報結構系統的故障；

4、控制結構的輻射雜訊；

5、識別結構系統的載荷。