模態究竟是什麼

時間 2021-09-04 15:43:27

1樓:李輝大帝

從本科時候接觸頻率於振型這個概念以來,就沒有和他脫離過干係,現在還和他朝夕相伴,而對她的理解則是從無到有再到無,現在則處於一種惑的狀態。

在初學結構力學的時候,接觸到她,感覺她就是乙個很高深的東西,藏身於結構,神龍見首不見尾,不光在教科書中對他有大量的介紹,而且每次考試老師總會出幾道題來考考我們,那時候的我,根本就沒有對他進行深入的了解,只是機械的記住了如何計算他,如何應付考試。等到了研究生,接觸了結構動力學,他出現的機率就大大增加了,在幾本經典的結構動力學教材中,有大篇幅的介紹,感覺到既然有了大篇幅的介紹,肯定有其重要的意義。需要將他進行深入的了解。

從物理上來講,他是結構的固有特性,反應結構的本質屬性,而從數學上來講,他則是特徵方程的根,通過求解,即可得到頻率與振型,這裡面不包括阻尼。

而現在,對於模態的理解,還是不能抓住其要領,模態究竟是什麼?有很多人問我這個問題,我也在自問,這究竟是什麼,我們要他能幹什麼?在一次模態學術會議上,針對此問題,張令彌老先生也對此作了解釋,但還是沒有真正的掌握他。

乙個結構,乙個系統,他會有很多自振頻率,這反應結構的特性,相對應他也有很多振型,振型是什麼那?我自己的理解,就是結構在荷載作用下,最容易發生的變形,前提是在荷載的頻率成分中包含這階頻率成分,因為只有和他的頻率相同,才能發生共振,只有共振,才能使他在眾多的頻率中凸顯出來。他與什麼量有關那?

剛開始的理解是,他只與結構的自身有關係,與外界是不搭界的。但後來發現他不僅與自身有關係,而且與邊界條件有關係,但這個邊界條件如何去理解那?這就要看你分析的物件了,比如乙個杆,你要做他的模態,把他看成乙個系統,那就不能對他進行約束,做出來就只與他自身有關。

而當你對他進行約束以後,他就不是乙個杆了,比如一端固定,一端自由,他就是乙個懸臂結構,他又變成了另乙個體系,所以我想,我們在分析影響他的因素的時候,不能考慮邊界條件,這裡『他』很關鍵,他是乙個杆,就是純粹的乙個杆,如果你給他增加了其他的約束,他則不再是乙個杆,而成了另乙個系統。所以結構的模態就是跟他自身有關係。在這裡還有乙個問題,就是與外界條件(載荷等)的關係問題,正如我題目所列的,operational modal analysis,這是現在很多的乙個提法,也是國際上討論的比較熱的乙個概念,他究竟是如何的乙個概念那,在我的印象中,他就是考慮了工作的情況,這是對乙個問題的細化,提法是對的,但從總的來講,結構的模態只跟結構自身有關係,其他都是沒有關係的,為什麼我們要提出這個operational modal ,這歸根到底還是結構本身發生了變化,而不是模態與其他的量發生的關係。

通過近期對廣州塔在**作用下結構的加速度響應資料進行分析發現,結構不管在荷載荷載作用下,除非結構自身發生了變化,不然在任何情況下,他的模態就是不變的。為什麼會有分析中出現模態發生變化那,主要是由於在外界荷載作用下,結構本身或者是邊界條件發生了變化,因此引起了結構模態的變化。對於結構健康監測來講,假如你做的模態發生了變化,那就應該去找結構是否真的出現了問題,而不應該把此問題歸結到荷載發生了變化。

在分析中,也會出現一些模態不能被激發的現象,我們不能說是結構的特性變了,而只能說明我們的激勵沒有將該階頻率激發出來。

workbench模態分析到底有什麼用?就為了算出頻率和振型嗎?如何判斷共振與否?

2樓:小紀祥飛

首先要知道激勵頻率,然後通過模態分析得出固有頻率和振型,避免共振就是保證激勵頻率和固有頻率錯開,如果兩個頻率相等或者接近,則需要進行優化結構,保證固有頻率和激勵頻率錯開。

有限元模態分析裡面特徵頻率從接近0的一組資料跳到上千的一組資料,到底是代表什麼意思,什麼情況會產生

3樓:匿名使用者

接近0的一組是結構的剛體位移頻率,即結構不變形,而產生巨集觀位移,如杆發生繞軸或繞軸法向的轉動,由於剛體位移有多種,故這類結構也有多個。這類頻率產生的情況一般是結構沒有約束或約束不足,從而存在剛體位移的時候。

在這之上的上千的頻率才是結構彈性變形振動的頻率。

物體的固有頻率和約束情況到底有沒有關係?

4樓:

自由模態分析是模態分析的乙個重要組成部分,它不考慮任何約束的影響,得到的是結構本身的固有特性。通過自由模態的分析,可以對結構本身的尺寸、材料、振動情況等有個大概的了解。在不同的約束狀態下,結構的固有頻率和振動模態會發生改變,因此在施加約束之後的模態分析能夠反映結構的真實振動情況,研究約束對模態的影響。

自由模態分析與施加約束的模態分析都是模態分析的一部分,雖然自由模態分析在真實情況下不會發生,但是它是研究結構本身固有特性的乙個途徑,在某些情況下,也是必要的。

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