[转帖]模态分析FQA

NASA

　　模态分析技术从20世纪60年代后期发展至今已趋成熟，它和有限元分析技术一起成为结构动力学的两大支柱模态分析作为一种“逆问题”分析方法，是建立在实验基础上的，采用实验与理论相结合的方法来处理工程中的振动问题。

　　鉴于很多人(包括我自己)在工作中对模态分析还有很多疑问，许久以来一直想系统整理一点模态分析方面的资料供大家参考，可是由于时间、能力与精力的限制未能如愿，所以就想借鉴目前很常用的FQA的方式，大家可以提出问题也可以对问题给出答案，希望最后能形成一个比较完整、系统的模态分析FQA。

　　为了鼓励大家来完善这个FQA，根据论坛的加分规则，每提出一个有价值的问题，给予加1分的奖励，对一个问题给出有效的回答，给予1～2分的奖励。加分的好机会，大家赶紧哦^_^

　　1.什么是模态分析?

　　模态分析的经典定义：将线性定常系统振动微分方程组中的物理坐标变换为模态坐标，使方程组解耦，成为一组以模态坐标及模态参数描述的独立方程，以便求出系统的模态参数。坐标变换的变换矩阵为模态矩阵，其每列为模态振型。

　　2.模态分析有什么用处?

　　模态分析所的最终目标在是识别出系统的模态参数，为结构系统的振动特性分析、振动故障诊断和预报以及结构动力特性的优化设计提供依据。

　　模态分析技术的应用可归结为一下几个方面：

　　1) 评价现有结构系统的动态特性;

　　2) 在新产品设计中进行结构动态特性的预估和优化设计;

　　3) 诊断及预报结构系统的故障;

　　4) 控制结构的辐射噪声;

　　5) 识别结构系统的载荷。

　　3.模态试验时如何选择最佳悬挂点??

　　模态试验时，一般希望将悬挂点选择在振幅较小的位置，最佳悬挂点应该是某阶振型的节点。

　　4.模态试验时如何选择最佳激励点?

　　最佳激励点视待测试的振型而定，若单阶，则应选择最大振幅点，若多阶，则激励点处各阶的振幅都不小于某一值。如果是需要许多能量才能激励的结构，可以考虑多选择几个激励点。

　　5.模态试验时如何选择最佳测试点?

　　模态试验时测试点所得到的信息要求有尽可能高的信噪比，因此测试点不应该靠近节点。在最佳测试点位置其ADDOF(Average Driving DOF Displacement)值应该较大，一般可用EI(Effective Independance)法确定最佳测试点。

　　6. 模态参数有那些?

　　模态参数有：模态频率、模态质量、模态向量、模态刚度和模态阻尼等。

　　7. 什么是主模态、主空间、主坐标?

　　无阻尼系统的各阶模态称为主模态，各阶模态向量所张成的空间称为主空间，其相应的模态坐标称为主坐标。

　　8. 什么是模态截断?

　　理想的情况下我们希望得到一个结构的完整的模态集，实际应用中这即不可能也不必要。实际上并非所有的模态对响应的贡献都是相同的。对低频响应来说，高阶模态的影响较小。对实际结构而言，我们感兴趣的往往是它的前几阶或十几阶模态，更高的模态常常被舍弃。这样尽管会造成一点误差，但频响函数的矩阵阶数会大大减小，使工作量大为减小。这种处理方法称为模态截断。

　　9. 什么是实模态和复模态?

　　按照模态参数(主要指模态频率及模态向量)是实数还是复数，模态可以分为实模态和复模态。对于无阻尼或比例阻尼振动系统，其各点的振动相位差为零或180度，其模态系数是实数，此时为实模态;对于非比例阻尼振动系统，各点除了振幅不同外相位差也不一定为零或180度，这样模态系数就是复数，即形成复模态。

　　10. 模态分析和有限元分析怎么结合使用，用试验模态分析的结果怎么修正有限元分析的结果?

eversoon

有时候，学得越多，概念越不清楚，所以当问及这些问题的时候，若非专门研究，还真不好回答，现在楼主整理出来了，给我门一幕了然的答案，实在是辛苦！

vibrometer

11. 哪些有限元软件可以对实验模态进行对比？

gucansong

本人正在做一个摩托车振动分析的项目，在proe里建立的车架的实体模型，再将模型导入ansys进行模态分析，又做了车架实物的试验模态分析。将结果进行分析对比，相差很小。认为有限元分析软件ansys做模态分析是可行的。<BR>别的有限元软件目前还没用到，所以也不敢妄下定论！[em08]

jany028403

用proe做的实体模型和用ug做的实体模型有没有可比性？如果可比哪个会比较好些呢？<BR>还有，proe和ug的文件可以互换么？

dynamicans

12.如何测量一根简支梁的前十阶模态?

请给出具体操作方法及所使用的仪器设备和分析系统.

xiven2008

我想做静力学方面　的应变测试，有没有人做过的，想看看仿真结果是否对

happyman

lolo,有没有征得我的版权许可就把我的帖子转到这里了^_^

mjhzhjg

好东西，非常实用，可以较透彻的明白理解概念

lx7260372

说的很好的，正需要高手指点呢，谢谢了

东振

第十点 怎么没有 感觉第十点挺重要的

hhxjs

我做的proe模型，通过和ANSYS的接口可以完美的导入，但是做的分析和试验结果相差很大，铝材料的。请各位支支招，谢谢！
还有就是，是不是单位出了什么问题？还是别的什么细节的问题

xawbw

一般来讲试验结果真实准确，当试验与分析的条件应比较接近时，如边界条件、连接部位等，计算与分析比较一致！当两者有差异时，在确认试验支持条件、激励条件、附加刚度、附加质量等测试因素不会导致较大误差的情况下，应结合试件对有限元模型进行修改，以达到国标或行标的要求，如频率误差小于5％，置信因子大于0.9等！

请问PROE的模型在ANSYS导入进行模态分析的问题

xawbw

　　模态分析和有限元分析怎么结合使用
　　1。利用有限元分析模型确定模态试验的测量点、激励点、支持点(悬挂点)，参照计算振型队测试模态参数进行辩识命名，尤其是对于复杂结构很重要。
　　2。利用试验结果对有限元分析模型进行修改，以达到行业标准或国家标准要求。
　　3。利用有限元模型对试验条件所产生的误差进行仿真分析，如边界条件模拟、附加质量、附加刚度所带来的误差及其消除。
　　4。两套模型频谱一致性和振型相关性分析。
　　5。利用有限元模型仿真分析解决实验中出现的问题!
　　用试验模态分析的结果怎么修正有限元分析的结果：
　　1。结构设计参数的修正，可用优化方法进行。
　　2。子结构校正因子修正。
　　3。结构矩阵元素修正，包括非零元素和全元素修正两种。
　　4。刚度矩阵和质量矩阵同时修正。

xawbw

1。没听说那个有限元软件可以对实验模态进行对比。
2。但大多数的模态试验软件都有这模块，如LMS，IDEAS，BK等。
3。对比无非是对频率和振型的对比，其实主要是对振型的相关性采用多种数学指标进行定量分析对比。一般而言频率误差控制在10％以内，振型相关性控制在90％以上，就达到了工程要求！规范中对频率指标有要求，但对振型没有明确的定量要求！
4。如果没有现成的软件，用MATLAB编程实现两套数据的对比很容易！