模態研究
關注創建者：星空caer 創建時間：2023-10-13
模態研究的視頻教程
橡膠減振浮置板軌道系統振動減震結構的模態分析保姆式教程
振動減震結構的模態分析：橡膠減振浮置板軌道系統 引言 振動減震結構在各種工程應用中扮演著至關重要的角色，特別是在鐵路系統中實施的浮置板軌道。本文將重點介紹振動減震結構的模態分析，具體研究采用橡膠減振材料的浮置板軌道系統。研究采用Mooney-Rivlin超彈性本構模型來準確表示橡膠材料的行為，并使用ABAQUS有限元軟件進行模態分析。
免費 13分鐘 308播放
查看
模態研究的實例教程
摘 要：本文基于Nastran軟件的模態計算方法，研究了飛行器舵系統模態敏感因素，可以指導舵系統結構剛度設計，舵面剛度和舵軸剛度變化對舵系統旋轉頻率和彎曲頻率均有影響，其中對舵系統彎曲頻率影響相對較大；舵機剛度和搖臂剛度變化主要對舵系統旋轉頻率有影響，對彎曲頻率影響很??；舵軸軸承支撐剛度變化主要對舵系統彎曲頻率有影響，對旋轉頻率影響很小。
關鍵詞：Nastran；飛行器；舵系統；模態
1 引言
舵系統是飛行器控制系統的重要執行機構[1]，與以往傳統的飛行器結構相比，新型飛行器舵尺寸與質量占比越來越大，舵自身模態對整體結構姿態的影響較大，控制系統設計不準確，可能會導致產品飛行時失控[2]；同時，舵系統具有強非線性，飛行時，在氣動力作用下，舵系統低頻頻率可能會與飛行器彈性頻率耦合，導致飛行器失穩，當舵系統旋轉頻率和彎曲頻率靠近時可能會導致飛行器發生顫振破壞。
目前舵系統動力學特性主要是靠模態試驗驗證，缺少在舵系統設計完成之后即對模型進行動力學建模和分析評估[3]。舵系統涉及多個結構的配合并且有較多間隙，上述對舵系統動力學特性有較大影響；舵系統模態試驗不能考察系統各環節對舵系統整體動態特性的影響，而且工程實際中存在舵系統試驗模態值偏低及一致性較差的問題[4]。因此，有必要基于仿真計算方法對飛行器舵系統模態敏感因素進行研究，以便指導舵系統結構設計，滿足舵系統模態要求。
本文基于Nastran軟件的模態計算方法，開展理論分析及仿真計算研究，工程應用價值明顯。以某飛行器舵系統為研究對象，其主要由空氣舵（舵面和舵軸）、舵機和傳動機構組成，傳動機構包括舵軸支撐軸承、搖臂和銷軸等結構。舵系統工作模式是舵機將電能轉換為機械能產生直線運動，通過傳動機構帶動舵面偏轉。
展開 [3] 王海龍.某型汽車排氣系統模態分析和懸掛位置的優化[D].成都:西南交通大學,2015.
[4] 王仁杰.某輕型客車排氣系統振動傳遞路徑分析[J].柴油機設計與制造,2018,24(1):30-33,40.
[5] 鞠道杰,徐延海,朱鵬興,等.商用車白車身焊點模擬對模態分析的影響研究[J].廣西大學學報(自然科學版),2018,43(3):916-925.
[6] 邢建,高志彬,張明,等.某商用車白車身仿真模態與試驗對標[J].汽車實用技術,2019,44(14):135-136,140.
[7] 許少楠,王香廷,顧鴃,等.某商用車白車身模態分析及結構優化[J].汽車實用技術,2017,42(2):178-181.
[8] 謝小平,韓旭,陳國棟,等.某商用車駕駛室白車身模態分析[J].湖南大學學報(自然科學版),2010,37(5):24-30.
[9] 陳海潮.重型商用車駕駛室模態分析與拓撲優化研究[D].長春:吉林大學,2009.
[10] 莫崇衛.某商用車座椅振動特性分析與優化[D].湘潭:湘潭大學,2017.
文章來源：設計研究
展開 摘要：概要介紹了電磁軸承支承下多質點柔性轉子振動模態計算分析方法，對一套低溫制氧高速透平膨脹機的電
磁軸承轉子系統的振動模態進行了分析，闡述了電磁軸承轉子系統振動模態與傳統油膜軸承轉子系統振動模態的
不同之處，指出了振動模態分析對電磁軸承系統傳感器安裝位置設計的重要性，及傳感器安裝位置的設計原則。
關鍵詞：電磁軸承轉子系統；轉子動力學；臨界轉速；振動模態；傳感器
主動電磁軸承轉子系統振動模態的分析研究.pdf
圖3 相干性結果
圖4 缸體扭轉模態圖
通過試驗計算可知，如圖4所示，第一個模態775.9 Hz，為缸體的一階扭轉模態；如圖5所示，第二個模態775.9 Hz，為缸體的一階彎曲模態，第三個模態為1093.6 Hz，為缸體的局部模態。如表4所示，通過和仿真結果對比可知，仿真和試驗結果一致性較好。
圖5 缸體彎曲模態圖
表4 缸體模態結果統計（單位：Hz)
表3 軸承座模態統計結果（單位：Hz)
圖6 軸承座頻率函數曲線
3.缸體軸承座頻響函數測試
本次采用頻響函數測試的方式進行。測試結果如圖6所示，發動機從前到后軸承座模態頻率依次為1089 Hz、1105 Hz、1103 Hz、1114 Hz和1016 Hz，見表5。通過和仿真結果對比可知，仿真和試驗結果一致性較好。
綜上分析，此發動機缸體前三階模態及軸承座模態較低，均不滿足要求，被激勵產生振動噪聲的風險較大。
發動機缸體優化及分析
通過前面分析可知發動機缸體模態頻率較低，此發動機缸體開模已經完成，如果重新進行設計優化，時間和價格成本均較高，所以本次優化采用局部優化的方式進行，主要在缸體下方增加加強板，同時對主軸承座進行了局部加強。優化后的缸體再次進行仿真和模態測試，仿真結果如圖7所示，一階扭轉模態提升至683Hz，試驗結果，一階扭轉模態提升至690.8 Hz，試驗結果與仿真結果一致。優化前后缸體模態測試結果見表6。
展開 在分析設置中，將“最大模式查找”選項設置為6（計算6階模態）
固定圍板
8.先完成模態分析，并檢查每個模態形狀的頻率（由于篇幅原因，只展示前三節模式形狀）
第1階模態
第2階模態
第3階模態
9.結果解讀與評估：
風險頻率帶確認：PCB 在 130Hz - 250Hz 區間內存在密集模態。若設備外部激勵（如風扇、電機）頻率落在此范圍內，極易引發共振。
首階頻率評估：137.13Hz 為首階固有頻率。許多環境振動譜在此頻段有較高能量，必須進行加固設計以提升此值（業界常以>200Hz為穩健設計目標）
關鍵改進區域：
針對（1階模態）一階彎曲（137.13Hz），增加長邊中部的支撐或考慮在位移最大處添加局部加強筋。
針對（3階模態）一階彎曲（167.47Hz），避免 PCB 大面積懸空，確保其下方有殼體或骨架作為支撐
驗證方向：此仿真結果為后續諧響應分析提供了精確的輸入頻率，可用于預測在特定振動載荷下的實際應力與位移響應。
總結
針對該航空電子設備電路盒在振動測試中出現的失效問題，通過有限元模態分析，系統性地識別其動態特性弱點。核心目標是提取 PCB 固有頻率與振型，定位共振風險，為可靠性改進提供量化依據，模態分析是揭示 PCB 動態軟肋的關鍵工具。通過標準化的“建模?分析?識別?優化”流程，可將 PCB 的振動可靠性從被動驗證轉為主動設計，顯著提升產品在嚴苛環境下的服役壽命與穩定性。
展開 
模態研究的相關專題、標簽、搜索
模態研究的最新內容
案例描述
在電子產品的振動與可靠性設計中，PCB 的模態分析至關重要。它用于確定電路板的固有頻率和振型，從而預測其在動態載荷下是否會發生共振，導致焊點失效、元件開裂或信號異常。本次將使用一塊電路板的模型來演示電路板的自然頻率/模態的提取過程，通過這一標準流程，可以明確識別出板上的脆弱區域，并為優化布局、增加剛度或規避外部激勵頻率提供定量的工程依據。
分析目標
本案例旨在通過規范的有限元分析流程
應用場景包括結構方案對比、模態研究、參數優化及結構穩定性分析等。
1.6.
超稀疏介電納米線柵偏振器8個月前
利用傅立葉模態方法研究了所選納米線柵的偏振、波長和角相關特性。電場與納米線柵相互作用的可視化被展現出來。
建模任務
結果
?不同結構的反射率vs波長
參考結果 來自 J. W. Yoon et al., Opt.
利用傅立葉模態方法研究了所選納米線柵的偏振、波長和角相關特性。電場與納米線柵相互作用的可視化被展現出來。
建模任務
結果
? 不同結構的反射率vs波長
參考結果 來自 J. W. Yoon et al., Opt.
作為全球第一款專業的即時仿真驅動設計工具，Ansys Discovery擁有結構分析、流體分析、拓撲優化、熱力分析、幾何建模、模態分析、參數研究等多項功能。
Ansys Discovery主要應用于設計周期的前端，軟件簡單、易學、易用，設計工程師能快速上手，適應并完成工作要求的設計仿真工作。
SUMMARY
通過利用VI-grade提供的多模態人因研究解決方案，可以對“人-車-路-環境”等信息進行同步采集，可以實現駕駛員主觀/客觀數據、車輛數據、道路環境數據、傳感器數據等多維度數據的同步采集與分析。
?? 想在您的項目中體驗人因工程解決方案？立即聯系我們吧！
3.2 汽車輪轂的模態分析
3.2.1 理論基礎
模態是結構的一種振動特性，模態分析是研究結構動力特性的一種方法。模態分析主要包括三部分內容：模態頻率計算、模態阻尼提取和模態振型的分析。
利用傅立葉模態方法研究了所選納米線柵的偏振、波長和角相關特性。電場與納米線柵相互作用的可視化被展現出來。
建模任務
結果
?不同結構的反射率vs波長
參考結果 來自 J. W. Yoon et al., Opt.
而如何科學地定義前副車架的模態目標值是研究的重點。
本例中，為了研究副車架的模態和iSolver求解器計算精度，計算副車架自由狀態下的副車架前五階柔性模態。
2. 副車架有限元建模
以某量產車型的沖焊結構副車架為例，采用殼單元進行網格劃分，rbe2抓取硬點，模型包含54302個節點，56422個殼單元，其中三角形單元占比為5.8%。
利用傅立葉模態方法研究了所選納米線柵的偏振、波長和角相關特性。電場與納米線柵相互作用的可視化被展現出來。
建模任務
結果
□ 不同結構的反射率vs波長
參考結果 來自 J. W. Yoon et al., Opt.
