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使用nastran計算模態(tài)解耦 大部分時候我們都是使用adams進行選址解耦計算，不過如果有有限元模型，我們也可以使用nastran來進行這個計算，或者用Optistruct都可以進行。在此介紹一下使用nastran進行該計算的方法。

使用nastran進行流固耦合復(fù)模態(tài)計算 我們大部分時候計算的結(jié)構(gòu)正則模態(tài)，但我們經(jīng)常會遇到如下情況，使用正則模態(tài)計算則存在部分誤差。一個是結(jié)構(gòu)存在大阻尼或者存在摩擦時，例如旋轉(zhuǎn)部件的制動盤等等；一個是結(jié)構(gòu)存在流固耦合問題例如風扇或者的旋轉(zhuǎn)與流體耦合或者存在空腔例如油箱等密閉空間時可能存在復(fù)模態(tài)。如果從具體的理論定義上來看，則是一個相位的問題，大家有時間可以去翻翻理論書。

單自由度系統(tǒng)自由振動方程簡化為式中，m為單自由度系統(tǒng)質(zhì)量，c為系統(tǒng)阻尼，k為系統(tǒng)剛度，x為系統(tǒng)振動位移。舵系統(tǒng)各階模態(tài)頻率參數(shù)與該自由度的結(jié)構(gòu)剛度有關(guān)。對于具有復(fù)雜連接結(jié)構(gòu)的舵系統(tǒng)，系統(tǒng)剛度可以計算為式中，k1~kn表示舵系統(tǒng)各傳動部件剛度及部件間連接接觸剛度。

在結(jié)構(gòu)商軟中，Nastran的MFluid和ACMODL分別模擬虛擬質(zhì)量法和流固耦合模態(tài)分析，其中MFluid虛質(zhì)量分析功能是由戴姆勒.奔馳公司提供資金支持開發(fā)的一個功能模塊，目的是計算油箱等流固耦合部件在高頻響應(yīng)。而Ansys、Abaqus暫時沒有虛擬質(zhì)量方法，都是直接采用基于聲學有限元的流固耦合來求濕模態(tài)。本章只介紹基于虛擬質(zhì)量的濕模態(tài)計算。

基于MSC.Nastran分析過程定義：考慮懸置系統(tǒng)動剛度與頻變阻尼影響，輸入如下圖：為了準確評估結(jié)果，計算隔振率，減少開發(fā)周期，需要完成下列設(shè)置：1、目前，OEM整車NVH模型規(guī)模一般都大于2000萬自由度，為了縮短計算時間，需要用到自動部件模態(tài)綜合法計算，設(shè)置如下：2、 在整車系統(tǒng)中，動力總成剛體模態(tài)頻率、振型的識別與確認相比于簡化剛體模型要困難

雖然可以基于物理坐標（即物理自由度，相對于模態(tài)自由度而言）進行求解，但是它求解效率低，計算時間很長。模態(tài)縮減通常用于將系統(tǒng)的物理坐標轉(zhuǎn)換為一組模態(tài)坐標，需要計算特征值來獲得系統(tǒng)的特征值（和固有頻率）和特征向量（振型）。系統(tǒng)的這些內(nèi)在特性有助于工程師了解其行為，并有助于設(shè)計和評估系統(tǒng)在不同條件下的性能。

3)局部模態(tài)可能丟失。 4)高階模態(tài)可能出現(xiàn)較大誤差。 5)不考慮用戶水平影響，比較高的精度仍然需要更多的A集合點(又考慮到計算費用)，所以需要2～5倍于精確模態(tài)數(shù)量的A集合點。 6)剛度縮減是精確的；質(zhì)量與阻尼縮減只能是近似的。 7)當省略無質(zhì)量的自由度時，模態(tài)的精確性不會有任何損失。

3)局部模態(tài)可能丟失。 4)高階模態(tài)可能出現(xiàn)較大誤差。 5)不考慮用戶水平影響，比較高的精度仍然需要更多的A集合點(又考慮到計算費用)，所以需要2～5倍于精確模態(tài)數(shù)量的A集合點。 6)剛度縮減是精確的；質(zhì)量與阻尼縮減只能是近似的。 7)當省略無質(zhì)量的自由度時，模態(tài)的精確性不會有任何損失。

格式輸出； 支持SOL 103模態(tài)計算。

副車架自由模態(tài)分析與對比自由模態(tài)是副車架剛度特性的基本指標之一，根據(jù)模態(tài)振型可以幫助工程師確定剛度關(guān)注點、疲勞關(guān)注部位以及懸置布置位置等。通過iSolver計算副車架前五階柔性模態(tài)。

目前常用的瞬態(tài)響應(yīng)分析主要有兩種方法：直接法和模態(tài)法 直接法：該分析給出一個結(jié)構(gòu)對隨時間變化的載荷的響應(yīng)。該分析在節(jié)點自由度上直接形成耦合的微分方程并對這些方程進行數(shù)值積分，求出隨時間變化的相關(guān)需求量，如位移，加速度，應(yīng)力等等。 Nastran中的求解卡片為SOL 109(Dir.

這是因為MSC Nastran在將單元剛度矩陣組裝成總剛度矩陣時，并不需要將所有的單元剛度矩陣轉(zhuǎn)換到某個單一的坐標系上再進行組裝，而是會根據(jù)用戶在GRID卡片第7域CD所設(shè)置的坐標系進行計算。這就導(dǎo)致了如果用戶修改了CD域，將其改成不同于基礎(chǔ)坐標系的其它坐標系，那么MSC Nastran輸出的總剛度矩陣在相應(yīng)自由度上的數(shù)值是參考這個節(jié)點CD域所指定的坐標系而計算出來的。

01創(chuàng)建MSC Nastran SOL103模態(tài)分析文件上圖為一個簡單的模型。圖中兩個平板，中間采用RBE2連接。首先針對這個模型創(chuàng)建模態(tài)分析SOL103的計算模型文件。

備注：支持PRINT、PUNCH格式輸出； 支持SOL 103模態(tài)計算。

2.2 計算結(jié)果本文采用 HyperMesh 軟件作前處理建模，MSC Nastran 作為求解器計算自由狀態(tài)下白車身結(jié)構(gòu)模態(tài)，對白車身的振動響應(yīng)影響相對較大的激勵頻率多集中在低頻域，輸出前 10 階范圍內(nèi)的固有頻率和振型，各階模態(tài)結(jié)果如表 1 所示，白車身第一階模態(tài)、一階扭轉(zhuǎn)模態(tài)、一階彎曲分析陣型如圖 2—圖 4 所示。其中，白車身第一階模態(tài)為頂蓋的橫向擺動，為局部板件結(jié)構(gòu)的振動振型。

基于MSC.Nastran分析過程定義：考慮懸置系統(tǒng)動剛度與頻變阻尼影響，輸入如下圖：為了準確評估結(jié)果，計算隔振率，減少開發(fā)周期，需要完成下列設(shè)置：1、目前，OEM整車NVH模型規(guī)模一般都大于2000萬自由度，為了縮短計算時間，需要用到自動部件模態(tài)綜合法計算，設(shè)置如下：2、 在整車系統(tǒng)中，動力總成剛體模態(tài)頻率、振型的識別與確認相比于簡化剛體模型要困難