探讨自由模态的工程意义

zkx1981

模态分析的基本原理和概念就跳过了。
大家都知道模态分析技术的应用可归结为以下几个方面：
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。
我对第二个应用产生一些想法，我先开个头，希望大家能深入探讨。
模态分析对于结构的动态特性十分重要，一般而言做模态分析当然是模拟结构的实际情况才更有工程意义。对于复杂的装配体机械结构，我们一般先做装配体机械结构的几个大的零件的模态分析，而且在产品处于设计阶段、没有实物的情况下只能做自由模态。因为要模拟实际情况首先要考虑约束，而零件与零件的连接关系需要通过识别其刚度和阻尼才能模拟，刚度和阻尼从哪里来？只能通过实验的方法来识别。没有实物如何做模态实验？这样处于设计阶段产品就只能做自由模态了。自由模态和有边界条件的模态差别很大，其通过有限元计算出来的固有频率可能有较大的偏差，同样振型也是有区别的。那么我们做自由模态分析的工程意义有多大呢？
比如说我算出同一个产品上两个结构在某一阶自由模态下的固有频率很接近，我能认为它们会产生共振，进而通过优化设计改动结构调整其固有频率吗？

[ 本帖最后由 zkx1981 于 2007-12-18 18:05 编辑 ]

zkx1981

没人讨论吗

bqyjhrb23

同样有如此疑惑。边界条件对结构模态的影响是很大的，零部件安装后边界条件变了，对零部件做的自由模态在安装后有多大参考价值呢

ttwwooblueyes

我以前做过一个部件的（比如说一部分箱体）自由模态分析的结果与测试结果的对比。模态测试中，部件是悬挂的。

其意义主要是为了验证有限元模型（通过固有频率，振型）。

当然加上实际的约束之后，模态结果会变化很大。但是我们认为该部件的系统基本上是线性的，即一旦模型在自由模态中与测试结果很吻合的话，在实际的边界条件中也会比较吻合。

hpf12901

自由模态的第十阶接近激振频率，要修改模型吗？
请高手赐教！