1、概述

▌振动系统的模态及其参数，是由系统本身的质量和刚度的大小以及它们的分布所决定的，不受其他外界条件的影响。我们设计一个机器或者零件，确定了它的尺寸、材质和制造工艺，不论它是否已经制造出来，它的模态事实上已经确定了，只是我们知道或者不知道而已。

▌确定模态的方法

▌计算方法

• 理论计算和数值计算，一般用于设计阶段。

• 实现测试，一般用于制造完成后的检测，或者参数识别。

▌模态是振动系统特有的一种振动形态，它就好像是振动系统的“基因”，决定了振动系统的各种动力学现象。

▌模态计算是用来计算线性结构的动力学特性

• 结构的固有频率；

• 结构的模态振型；

• 振型参与系数

• -有效质量

▌模态分析是所有动力学计算的最基础和最重要的分析；

▌通过模态分析可以使结构避免共振或让结构在指定的频率下振动，让工程师了解设计如何响应不同类型的动态载荷。

▌帮助计算其他动态分析的解决方案控制。

自由模态

约束模态

预应力模态

2、接触与求解设置

模态计算中可以定义不同结构之间的接触，但是因为模态计算是一个纯线性分析，因此模态计算中接触定义与其他非线性问题中定义中的接触不同，模态计算中接触的具体设置如下：

▌用户需要指定模态计算过程中提取的模态阶数，程序默认是计算前6阶结构固有频率和模态振型；

▌设置提取模态计算中的固有频率方法有：

• 设置模态提取阶数；

• 定义感兴趣的结构固有频率范围。

▌程序提供了两种求解控制方法：考虑阻尼和不考虑阻尼

• 程序默认不考虑阻尼，如果需要考虑则进行激活；

• 然后选择对应的模态计算方法，建议使用程序控制即可。

▌默认情况下，程序只输出模态振型和固有频率；

▌用户也可以设置输出应力和应变；

注意：模态计算中的应力和应变只是一个相对值，不是真实的应力值；应力值并没有实际意义，但如果振型是相对于单位矩阵归一的，则可以在给定的振型中比较不同点的应力，从而发现可能存在的应力集中。

3、工程实例

▌模态分析（实体模型）

• 导入《转子.stp》

• 材质密度为7800kg/m³

• 共享拓扑

• 网格划分（10mm）

• 设置模态阶数

• 求解及后处理

自由模态

，时长00:02

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约束模态

两端通过远程位移约束X、Y、Z、ROTX；ROTY、ROTA自由状态

预应力模态

临界转速计算