模態頻率響應分析的案例
『分享』對平板進行模態頻率響應分析
對平板進行模態頻率響應分析
本部分描述如何導入一個已有的平板有限元模型、施加邊界條件并進行模態頻率響應分析。使用模態法對平板施加頻率可變的單位載荷。在HyperView 和 HyperGraph中進行后處理以顯示變形、模態形狀響應和頻率相位輸出特性。
關于模態分析和頻率響應分析
（7）流-固耦合分析
流-固耦合分析主要用于解決流體（含氣體）與結構之間的相互作用效應。NX Nastran中擁有多種方法求解完全的流-固耦合分析問題，包括：流-固耦合法、水彈性流體單元法、虛質量法。
二、模態分析和頻率響應分析的概念
模態分析和頻率響應分析的確是兩個不同的概念。
模態是結構固有的一種特性，它只與結構的形狀、約束形式、材料特性等有關，而與其他輸入（例如加載）無關。模態分析主要目的有：了解結構的共振區域，為結構設計提供一定的指導；對計算模型進行校驗，驗證你做仿真計算的模型是否正確；開展瞬態分析、譜分析的基礎。
而頻率響應分析則是指結構對一載荷（可以是沖擊載荷，也可能是一頻率在一定范圍內的載荷）的響應。頻率響應分析的目的是確定結構上兩點的輸入輸出關系（一般以頻率為橫坐標）。
1、模態分析亦稱振型分析
指結構動態特性的理論分析與實驗分析。目的是確定結構的模態參數，如固有頻率、阻尼、振型等。
理論分析采用有限元法。在結構復雜和所劃分的有限單元數目過多時，采用簡化的方法使有限元模型的自由度減少，或用模態綜合法，把結構劃分為若干個子結構，先求出子結構的模態，再進行綜合。
實驗分析是利用模擬實驗設施，激勵結構使其作橫向彎曲振動、縱向振動和扭轉振動，通過實時分析儀和計算機進行數據采集和處理，測試結構的響應，給出模態參數。實驗分析的結果用于驗證理論計算結果的精確性，并找出改進分析精度的途徑。廣泛應用于航空、航天器的振動性能分析，以及機器和一些大型建筑(如橋梁)的故障診斷與監測。
2、頻率響應分析
Z向上的頻率響應
Y向上的頻率響應
Magnitude響應的振幅
來自CAE技術聯盟
展開 模態頻率響應分析步驟
按正常模態分析的步驟建立結構模態分析的模型，定義材料和單元屬性以及邊界條件等。
2. 進行求解設置，在設定solution type時選擇Normal Modes，并選中Interactive Modal Analysis選項，如下圖
3. 其它的設置和正常的模態分析一樣。在Subcase Select中選擇所有要分析的工況，Apply后生成bdf文件，并求解，或直接在Patran中遞交求解。手動啟動Nastran進行求解時注意不能設置參數 SCR=YES，包括在Nastran的配置文件中。
4．模態求解完成后，接下來就可以使用模態的求解結果進行頻率響應的分析。選擇Analysis菜單，設置Object為：interactive
5. 選者 DBALL文件，如下圖：
6．接下來創建載荷，點擊Create Loading，如下圖。對載荷進行逐項設置
7．再定義結果輸出。點擊Output Request，在其中定義激勵頻率和節點以及單元的輸出。
8．定義完成后按Apply求解（Full Run形式），或者生成bdf文件，手動遞交分析。
9．計算完成后，點擊View Result菜單，可讀入結果，進行后處理，如下圖。在此菜單下的后處理只能畫出各種曲線。
10．如需觀看云圖，可使用讀入xdb文件的方法。菜單：
Analysis -> Access results -> Attach XDB
模態頻率響應分析步驟.doc
展開 基于radioss/optistruct平板的Lanczos模態頻率響應分析 ￥10
本案例在radioss或optistruct中操作步驟幾乎完全一致，主要是針對平板進行有限元分析，采用模態法對平板施加隨頻率變化的單位載荷激勵（本例中激勵的幅值大小固定不變，實際應用中可以是變化的）。在Hyperview中進行后處理可觀察某一頻率下的變形及VonMises應力云圖，在HyperGraph中可以查看需要輸出節點的模態響應和頻率-相位曲線。
平板有限元模型（含加載和約束）
頻率為1000Hz平板的VonMises應力云圖
節點15的頻率響應
節點17的頻率響應
節點19的頻率響應
模型文件及詳細操作步驟見附件。
展開 
基于optistruct模態頻率響應的電池包隨機振動分析 ￥15
依據GB/T 31467.3-2015法規要求,采用OptiStruct軟件以電池箱模型模態頻率為依據對電池箱進行PSD隨機振動分析。為避免與汽車振動源共振,重點研究電池箱與激勵源頻率接近的頻率下的PSD隨機振動的響應結果。利用CAE仿真手段能夠大幅度縮短電池箱的設計周期,優化了設計流程。
隨機振動是一種無法用確定的函數關系式表述的振動形式，處于隨機振動環境下的零部件的振動加速度幅值、位移幅值、應力幅值等無法預知。汽車受路面激勵而產生的振動、船舶受海浪作用產生的晃動、飛機受氣流的影響產生的擺動都是隨機振動現象。對隨機振動的載荷描述，利用數學統計的方式，把各個頻段的載荷大小分類，用功率譜密度來統計載荷的信息。
隨機振動分析結果
本案例以Z向隨機振動為例，其它方向結合功率譜要求（X/Y）依次類推。 下圖為電池包振動測試國標中Z向的加速度功率譜密度。可以看出，在Z向（垂直路面）上，加速度載荷主要集中在10Hz~20Hz頻段，這是因為路面、車架的振動主要是低頻振動，對電池包的激勵頻率一般不高于30Hz。
功率譜以Z向加載為例：
Z向功率譜/GB/T 31467.3-2015
Steinberg根據應力的高斯分布將結構的應力水平劃分為三個層次，分別為1σ、2σ、3σ應力。三個應力水平對應發生的頻率如下表所示。三區間法假設，所有應力發生的頻率為99.73%，應力水平高于3σ的頻率為0.27%。
展開 基于懸置支架動剛度分析的整車NVH性能分析及改進
在分析動剛度時，一般使用模態頻率響應分析法，模態頻率響應分析的基本流程是先進行結構的模態計算，然后調用模態計算的結果，考察在設定的所要分析的激振頻率范圍內的頻率響應。模態頻率響應法計算響應就是利用結構的模態變形來減少方程數量及解耦運動方程的。通過模態頻率響應分析可以求出結構在多種頻率下的位移、速度、加速度響應，得出響應的頻率響應曲線，進而實現對結構的動態特性分析。
3 動剛度分析方法及有限元建模
運用基于Altair RADIOSS的模態頻率響應方法可以考察底盤結構對于整車的中低頻NVH性能的影響，并可指導用于改進整車NVH性能的底盤結構的優化措施，在設計階段解決潛在的NVH問題。
發動機是汽車的主要噪聲和振動源,發動機振動可以通過底盤傳到車身,并可在車內產生噪音,嚴重地影響到了乘坐的舒適性。汽車很多振動噪聲的問題往往都可歸結到發動機振動上。因此,汽車發動機懸置安裝點的動態特性分析顯得非常重要。
發動機作用在懸置安裝點的載荷大小和方向具有隨汽車運行狀態而在寬頻內變化的特征,因而要求該安裝點的剛度特性也應具有隨頻率而變化的動態特性,即在低頻內具有較大剛度來滿足由于工況變化和路面不平等低頻沖擊引起的過大位移時的平衡需要;同時在中、高頻內,又要求其剛度不應該太大且具有合適的阻尼,以便衰減發動機傳入車身的振動。顯然,傳統的靜態剛度校核方式不能滿足上述要求,而且該方式也無法評價安裝點對整個車身振動和噪聲的聲振靈敏度。
為了獲得發動機懸置安裝點的速度響應函數,首先建立底盤結構的有限元模型,并在懸置安裝點施加載荷,然后利用RADIOSS軟件的動力分析模塊求解分析。
采用Altair RADIOSS軟件的模態頻率響應方法計算該安裝點的動態剛度。
展開 代做 ABAQUS 響應譜分析 隨機響應分析，模態分析
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求助，模態分析時，不同工況下的模態分析，但是頻率值基本相同，這數據可信嘛？
在不同的工況下得到的頻率值，但是各個階次的頻率基本相同，這數據能信嘛？
數據.png
地震勵振的頻率響應分析
地震勵振的頻率響應分析.part1.rar
地震勵振的頻率響應分析.part2.rar
地震勵振的頻率響應分析.part3.rar
Nastran中穩態分析～頻率響應
直接法和模態法的主要區別就是缺少頻率提取卡片 其次模態法主要采用模態阻尼 具體見下圖我的筆記
『分享』對平板的直接頻率響應分析
對平板的直接頻率響應分析
本部分描述如何導入一個已有的平板有限元模型、施加邊界條件并對問題進行有限元分析。使用直接法對平板施加頻率可變的單位載荷。在HyperView 和 HyperGraph中進行后處理以顯示變形、模態形狀和頻率相位輸出特性。
結構動力學中的預應力模態分析 ——預應力模態 附模態應力、頻響應力和PSD應力下載
需要指出的是，這種預應力(pstress)的效果和幾何非線性分析中的“應力剛化”(stress stiffeness)是相同的來源。
以上闡述就是預應力模態產生的基本原理，讀者可以思考一下：模態分析在什么情況下需要考慮預應力的效應。
算例
考慮一根簡支梁，兩邊施加拉力和壓力(通過初始應變實現)，進行預應力模態分析，對比二者和無載荷作用時的模態分析結果。
無預應力模態分析的結果：
拉預應力模態分析的結果：
壓預應力模態分析的結果：
對比無預應力模態、拉預應力模態、壓預應力模態三者的固有頻率結果發現：前
6階模態，相比于無預應力工況，拉預應力工況的頻率有所提高，因為拉力載荷使梁的橫向剛度提高了；而壓預應力工況的頻率有所降低，因為壓力載荷使梁的橫向剛度降低了。
前文對預應模態分析產生的原理進行了較詳細的介紹，對拉/壓預應力模態進行了分析，并和無預應力模態分析結果進行了對比。
現以ANSYS為例，結合前文介紹的理論和要點，實現具體分析。在“基于ANSYS的響應譜分析”一文中介紹了APDL和Workbench的特點，在此，本文以APDL為例，同時兼顧Workbench，介紹ANSYS如何實現結構動力學中的預應力模態分析。
預應力模態分析
對于薄壁結構，如細長梁和薄板，由于彎曲剛度比軸向拉壓剛度小很多，當結構受外載作用時，由于應力剛化(SSTIF)效應，在進行模態分析時，一般需要考慮預應力效應的影響，即進行預應力模態分析。
展開 基于Hypermesh和Nastran的聲固耦合頻率響應分析
模型描述：
外部為長方形鐵盒，如圖1所示。
圖1 結構有限元模型
材料類型為MAT1各向同性材料。材料參數為：彈性模量2e5Mpa 泊松比0.3
密度7.85-9ton/mm^3
單元類型為shell。
內部為空氣，如圖2所示。
圖2 聲腔有限元模型
材料類型為MAT10 流體材料。材料參數為：密度1.2e-12 ton/mm^3 聲速340000mm/s
單元類型為Psolid，需要注意的是在Psolid的第八域內設定為PFLUID表示為流體單元。
另外需要將組成流體單元的節點的第七域設定為-1，表示組成流體單元的節點。
（Card Edit-Nodes-Edit進行設定）
展開 NEi Nastran復合材料助“龍”飛船發射成功
NEI Response Simulation （動力響應分析）
全面的動力學分析功能包括： 正則模態及復特征值分析、頻率及瞬態響應分析、隨機響應分析、響應及沖擊譜分析。提供了求解所需齊備的動力和阻尼單元，可在時域或頻域內定義各種動力學載荷，包括動態定義所有的靜載荷、 強迫位移、 速度和加速度、 初始速度和位移、 延時、 時間窗口、解析顯式時間函數、實復相位和相角、 作為結構響應函數的非線性載荷、 基于位移和速度的非線性瞬態加載、 隨載荷或受迫運動不同而不同的時間歷程等。
主要動力學分析功能如：特證模態分析、直接復特征值分析、直接瞬態響應分析、模態瞬態響應分析、響應譜分析、模態復特征值分析、直接頻率響應分析、模態頻模態頻率響應分析。
正則模態分析，用于求解結構的自然頻率和相應的振動模態，計算廣義質量，正則化模態節點位移，約束力和 正則化的單元力及應力，并可同時考慮剛體模態。
復特征值分析，復特征值分析主要用于求解具有阻尼效應的結構特征值和振型，分析過程與實特征值分析 類似。 此外NASTRAN的復特征值計算還可考慮阻尼、 質量及剛度矩陣的非對稱性。 復特征值抽 取方法包括直接復特征值抽取和模態復特征值抽取兩種：
瞬態響應分析(時間-歷程分析)，瞬態響應分析在時域內計算結構在隨時間變化的載荷作用下的動力響應，該分析給出一個結構對隨時間變化的載荷的響應。 結構可以同時具有粘性阻尼和結構阻尼。分析求出隨時間變化的位移、速度、加速度和約束力以及單元應力。
隨機振動分析，該分析考慮結構在某種統計規律分布的載荷作用下的隨機響應，在這種載荷作用下 結構的響應就需要用隨機振動分析，功率譜密度(PSD)函數，來計算結構的響應。
展開 Adams Car懸架模態頻率分析步驟
Adams Car懸架模態頻率分析步驟.pdf
