模态质量有什么具体的物理含义
模态质量是通过计算的到的,它的数学表达式很容易理解,但有什么具体的物理含义呢?对于模态刚度,模态阻尼,小弟也存在同样的疑问。
诚心请教 可以通过模态质量 模态刚度等参数 将原来复杂的结构 等效为 质量-弹簧-阻尼系统。。
回复 沙发 pengweicai 的帖子
恩非常感谢 从组成一个振动系统的三种不同原件来说,刚度是储存弹性势能的,质量是储存动能的,阻尼是消耗能量的,所以模态质量表达的是一个结构储存动能的能力,当然至少要有质量和刚度两个原件才能构成振动系统,如果单拿出来模态质量来说,就不好单独说清楚它的含义了, .
广义坐标是根据工程实际定义的,所以有明确的物理定义和量纲,而主坐标坐标是对广义坐标的一种变换,目的是为了解决计算的困难,达到的目的是多自由度之间解耦,但由于做了变换,所以在主坐标下,方程形式还是振动方程的形式,但方程描述的质量、刚度和阻尼都没有针对实际广义坐标系统下的物理意义和量纲了.. . . 就像同一样东西,在不同的行业或不同国家有不同的名字
只是一个代号罢了
我的一点见解
首先不管是在广义坐标还是在模态坐标下,一个完整的振动系统都必须包含质量(矩阵),刚度(矩阵),如果由外界持续激励作用的话还得须有阻尼(矩阵),M储存了系统动能,K存储了系统的时能,C代表能量在不同的系统之间的转移(比如由机械能转换为热能),三者有机结合才能使能量不断的相互转换,因此构成了系统的运动---振动。一般在广义坐标下,质量阵M和刚度阵K不可避免的出现耦合项,这就给求解带来较大苦难,因此通过坐标解耦也就是在模态坐标下M,K均变成了对角矩阵,这样就是多自由的移动转变成为n个单自由度系统,求解大大简化。这个对角矩阵Me,Ke就叫模态质量阵,模态刚度阵。不知这样解释你满意不? .
jiaozi20040560对主坐标理解掌握的非常好,只是symbol1017的问题是模态质量或模态刚度有没有物理意义? 因为在欧式空间中建立的振动方程是耦合的,所以就引入一组变换矩阵P(各阶模态组成),在P的作用下,就改变了空间的基。在新的空间下,振动方程得到了解耦。
这在数学上其实就是求解一个相似变换阵P,使得INVERSE(P)*A*P=gamma(为一对角阵)
从矩阵分析的知识可知,这种变换有无穷多个。也就是说可以有无穷多种线性变换,可以使得原方程解耦。这个思想和非线性控制系统中的精确线性化是一致的。
那木在不同的线性变换(即各阶模态组成的矩阵)下,模态刚度(质量\阻尼)的值都是不一样的,因为他们对应的空间是不一样的。所以就如楼上各位所说,模态质量,模态刚度,模态阻尼只有在指定的模态下,在相应的空间具有一定物理意义。然而实际上模态质量(刚度\阻尼)在实际操作中,并没有很大的用处。我们在考虑一个线性系统反应的时候,往往只关心其周期和阻尼,所以我们可以说一个线性电路系统和一个弹簧阵子系统是等价的。而在考虑结构的某个物理量的时候,也经常用有效模态质量(effective modal mass),这个物理量有明确的物理意义。
[ 本帖最后由 nonlinear 于 2009-4-13 13:35 编辑 ] 谢谢各位,已经解释得很清楚了 还有一个问题:modal mass, effective mass, generalised mass 各是什么物理意义,各有什么联系?
谢谢 原帖由 symbol1017 于 2009-4-13 22:10 发表 http://www.chinavib.com/forum/images/common/back.gif
还有一个问题:modal mass, effective mass, generalised mass 各是什么物理意义,各有什么联系?
谢谢
这个问题,很糊涂,同问 讲得很精彩,学习了
页:
[1]