结构模态分析的问题

泡泡鱼

问题比较简单，描述如下：
一个钢架结构，对其进行模态分析，看是否与其他结构会发生共振
问题1：应该分析出前几阶的频率就可以了，有没有什么参考依据
2.看网上的资料，一般结构只看前三阶频率，为什么是前三阶，这前三阶指的是整体模态还是局部模态？
3.对于简单结构各阶频率之间有没有一个大约规律，以供评判结算结果的准确性，如2阶是1阶的四倍关系？

谢谢各位耐心指点

winken_zu

问题1：应该分析出前几阶的频率就可以了，有没有什么参考依据
2.看网上的资料，一般结构只看前三阶频率，为什么是前三阶，这前三阶指的是整体模态还是局部模态？
3.对于简单结构各阶频率之间有没有一个大约规律，以供评判结算结果的准确性，如2阶是1阶的四倍关系？
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1，可以找一本关于模态分析的书籍来看看，为什么分析的时候只选择前几阶就可以了，只要理解了“阶”的意思就全都明白了。
什么是阶？
一个弹性体，在一定的约束下，会以某（些）个方式振动。譬如一个弹簧，可能伸缩振动，也可能弯曲振动。每一个振动方式，都有一个对应的振动频率，即固有频率。模态分析，就是用有限元的方法，在某个范围内（譬如3000Hz以下），找出这些振动方式及其对应的频率。把这些振动方式按其频率的大小排排队，最小的那个，就叫1阶，第二小的那个，就叫2阶，以此类推。
2，每一阶频率都是在某个方向上的。例如：x方向
3，没有，结构形式或者载荷、约束不同会不同。

gaoandy

问题1：一般时候是有依据的，我们一般在做分析时会有一个上限，比如小于某个赫兹的所有模态，所以不能说前三阶就可以。
问题2：一般时候指整体模态
问题3：没有确定的倍数关系

欧阳中华

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    问题1：应该分析出前几阶的频率就可以了，有没有什么参考依据
     答：分析系统最低的前几阶固有频率是有依据的，首先，振动系统多指机械或结构，激励频率相对不高，振动系统固有频率自然也就不比太高；其次，结构低阶模态动力放大倍数比较高，研究的重要性也就大；再是，结构系统的研究模型线弹性比较简单，低阶模态求解精度能够满足，而用来求解高阶模态可以得出结果，但随着模态阶数的增加结果越来越没有意义了. ...

  问题2：看网上的资料，一般结构只看前三阶频率，为什么是前三阶，这前三阶指的是整体模态还是局部模态？
     答：阶仿佛你是老几，按寝室有个顺序，按班级也有个顺序，当然回家独生子就是老大了（单自由度），模态英文中是Order，至于排第几，首先要确定按什么确定圈子（模态形式，弯曲、扭转、纵向或全部），圈子定了，自然就是比年龄（固有频率大小）.. ..

  问题3：对于简单结构各阶频率之间有没有一个大约规律，以供评判结算结果的准确性，如2阶是1阶的四倍关系？
     答：频率是系统的某种动力特性，这种动力特性是不是有什么规律，自然要看这些规律取决系统哪些参数，固有频率主要取决质量和刚度，如果质量和刚度都有规律，那么频率就一定有规律了，所以说，系统参数有统计规律时其相应的特征也就有统计规律，也就是有些具有统计特征的结构，固有频率是有统计规律的，而大多数结构没有统计规律，其固有频率自然不会有规律喽，这个分析推理过程应该很清楚吧，不过教科书上往往是不需要写的，只是将逻辑和哲学用到这里就可以了. ..

泡泡鱼

非常感谢各位的回答。还有一点小疑问：
整体频率或者局部频率从数据上是看不出来，只能从振型上才能看出来，对吗？

如果如此，假设研究结构的固有频率是3，是不是为了避免共振都必须避开3的整数倍，而且是整体频率避开，局部频率可以忽略？？？？

欧阳中华

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    整体振型和局部振型是一种相对模糊的界定，没有数学上或物理上的定义，工程上为了处理认识问题方便出现局部振型和整体振型。整体就是整个系统在相应模态振动时都有比较明显的响应，局部振型就是在相应模态振动时只有局部某些区域振动响应比较明显，为了使问题简化，就将局部区域划定为需要研究解决的区域. ..

   理论上讲，只有整体振动，没有局部振动. . .

   单从固有频率上显然是不能区分整体振动还是局部振动的，是不是需要避开不是依据整体振动还是局部振动，而是看振动是否有害，是否会产生不利的影响. . .