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什么是系统的模态,我这样理解对不对

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解决时间 2021-02-10 14:04
什么是系统的模态,我这样理解对不对
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任何结构都可以看做多个质点和弹簧所组成的系统,这就是模态分析的基础物理模型。
由于有多个弹簧存在,所以会有多个固有频率,决定固有频率的,是质点的质量m和弹簧的弹性系数k,通过直接求解多自由度系统的运动微分方程知道,自由状态下的固有频率与k有关,但不是线性关系。由此可知,固有频率与在哪一点激励无关,爱敲哪儿敲哪儿。(但约束条件要一致)
至于模态,则指的是模态振型、模态质量、模态刚度、模态阻尼,这是在利用坐标变换对线性微分方程组解耦时引入的名词,是音译,与中文字面的意思没多大关系。呵呵,有时候常常被这个名字给误导了。
求的固有频率后,会解出一组振型向量(就是各点的振动位移),即:对应于每一个固有频率的各点的振型之比;所以,当系统受外加激励时,就可以列出一组运动方程,但这组方程在物理坐标下无法求解,所以高人们把它转换成另一个更方便的坐标系:根据能量守恒,外力做功等于各点的动能和势能和,根据各阶振型的正交性,可以将各点的振动位移变换成各阶振型与贡献量乘积之和,这样使方程组得以解耦,这个新的位移表示方法,就称为模态坐标。(老外起的名字,不太靠谱)
接下来就是求解了,结果是,通过一系列巧妙的运算方法(其实都是线性代数的知识),得出来一组好看的方程,这组方程跟物理坐标下的方程一样,只不过坐标系不同而已,在这组方程里,质量、刚度、阻尼的矩阵都是漂亮的对角阵,而频响函数矩阵的各个元素,也很好的表达了系统中各质点的导纳关系。
很显然,各点之间的导纳不同,所以,不同点之间的激励和响应是不一样的,即振型不同。所以你在不同的点激励,振型也是不同的。
自由状态下,给个冲击,系统会共振,但是如果你持续的给系统激励,系统是受迫振动。
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不是倍数关系,你用cae做一个就知道了。前面说的我觉得可以那样理解。追问请问,对应第一阶的频率,是不是只要振源接近这个频率,而不论在系统的哪个位置对系统击振,整个系统都会发生共振??而且振型就是模态分析出来的第一阶振型?
模态是系统的固有特性,按固有频率从小到大排列,称为第一阶,第二阶。。。,所以阶数不是倍数。各阶模态相互独立,就是你理解的阵型相互独立,如果激励频率只是某一阶固有频率,则只会出现这一阶的阵型,其他的不会出现。物体的振动能量主要集中在低阶模态,高阶的能量很小,可以忽略,一般只考虑前几阶模态。追问请问,对应第一阶的频率,是不是只要振源接近这个频率,而不论在系统的哪个位置对系统击振,整个系统都会发生共振??而且振型就是模态分析出来的第一阶振型?
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