安世亚太模态剖析.ppt
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ANSYS
Training manual
第二章
模态分析
模态分析总论
ANSYS
Training mannal
·模态分析用来确定结构的振动特性的一种技术
固有频率
振型
模态参与因子(结构振型在给定方向的参与程度)③
是其他动力学分析的起点和基础
△烹巴要太
模态分析总论
ANSYS
Training mannal
模态分析工程应用
使设计可避开共振或使结构在某一指定的频率处
振动(如扬声器)
使工程人员能够意识到对于不同的动力载荷结构
是如何进行响应的
对于其他动力学分析有助于计算求解控制参数
(时间步长等)
推荐因为结构振动特性决定了其对于任何动力我荷的响应,
所以在进行其他任何动力学分析之前,建认先进行模态分
析
△烹巴要太
模态分析总论
ANSYS
Training mannal
运动学基本方程
Mu+cRi3+kju3=F(t)
·假定自由振动并忽略阻尼:
M]i}+[K]u}={0}
假定谐波形式响应(u= U sin( ot))
K]-∞Mku}={o
·方程的根是ω2,即特性值,其中i范围是
从1到自由度个数.对应的特性矢量为
△烹巴要太
模态分析总论
ANSYS
Training mannal
·特性值的平方根是ω,即为结构的固有圆频率
radians/sec).固有频率f可以得到f=o;/2π
( cycles/sco.这是用户输入和 ANSYS输出的固有
频率值
特性矢量{u表示结构在以固有频率振动时所
具有的振动形状
△烹巴要太
模态分析总论
ANSYS
Training mannal
模态提取
是用来描述程序是如何计算得到特性值和特性矢量
的
模态扩展
有双重含义,对于缩减法而言,扩展意味着从缩减
振型中计算出全部振型对于其它方法而言,扩展意
味着将振型写入结果文件中
△烹巴要太
模态提取方法
ANSYS
Training mannal
ANSYS可用的模态提取方法
Block lanczos(缺省方法)
Subspace(子空间法)
Powerdvnamics
Reduced(缩减法)
Unsymmetric(非对称法)
Damped(ful)(阻尼法)
QR Damped(QR阻尼法)
选择何种方法,依赖于模型的大小以及应用
场合
△烹巴要太
Block lanczos法
ANSYS
Training mannal
Block lanczos法:可以在大多数场合中使用:
是一种功能强大的方法,当提取中型到大型模型
(50.000~100.000个自由度)的大量振型时
(40+),这种方法很有效;
经常应用在具有实体单元或壳单元的模型中;
在具有或没有初始截断点时同样有效。(允许提
取高于某个给定频率的振型);
可以很好地处理刚体振型;
需要较高的内存。
△烹巴要太
子空间法
ANSYS
Training mannal
·子空间法:比较适合于提取类似中型到大型
模型的较少的振型(40)
需要相对较少的内存;
实体单元和壳单元应当具有较好的单元形状,要对
任何关于单元形状的警告信息予以注意
在具有刚体振型时可能会出现收敛问题;
建议在具有约束方程时不要用此方法。
△烹巴要太
PowerDynamics法
ANSYS
Training mannal
PowerDynamics法:适用于提取很大的模型(100K
个自由度以上)的较少振型(20)。这种方法明显
比 Block lanczos法或子空间法快,但是
需要很大的内存
当单元形状不好或出现病态矩阵时,用这种方法可能不收敛;
建议只将这种方法作为对大模型的一种备用方法
·子空间技术使用 Power求解器PCG)和一致质量矩阵;
不执行Surm序列检查(对于遗漏模态);它可能影响多个重复频率
的模型;
个包含刚体模态的模型,如果你使用 Power Dynamics方法必须执
行 RIGID命令(或者在分析设置对话框中指定 RIGID设置)。
△烹巴要太
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