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結論 通過模態分析，得到“計算機機箱”10階模態的固有頻率、位移等數據，以此來對結構設計進行優化，避免機箱發生共振。同時模態分析也是其它動力學分析的基礎，有了機箱模態分析結果，我們可以進行后續的更為復雜的機箱反應譜和隨機振動分析。 看完以上模態分析模擬的案例，你是否也想自己動手模擬一下呢？

研究背景： 從聲學超材料出現到薄膜型和薄板型聲學超材料局域共振隔聲機理的廣泛研究，其負等效質量和負等效密度特性打破了傳統吸隔聲材料質量定律的限制，為低頻吸隔聲提供了新途徑。由吸聲系數理論模型可知，薄膜型結構的吸聲性能與振型模態、相對聲阻抗率有關。對有無附加質量塊的薄膜型結構進行預應力模態分析，探討振型模態與吸聲系數曲線的對應關系。

案例操作演示 ▲ 點擊上方視頻，查看案例演示（設置全橫屏播放，查看更清晰）結論通過模態分析，得到“計算機機箱”10階模態的固有頻率、位移等數據，以此來對結構設計進行優化，避免機箱發生共振。同時模態分析也是其它動力學分析的基礎，有了機箱模態分析結果，我們可以進行后續的更為復雜的機箱反應譜和隨機振動分析。

空調管路模態分析（干模態、濕模態及單向流固耦合）1、引言 空調管路中，特別是吸、排氣管及回油管，由于其與壓縮機（振動源）直連，在運行過程中振動響應較大，為避免振動過大導致管路開裂、壽命縮短等一系列問題，有必要對管路進行模態分析，避免管路共振頻率與壓縮機運行頻率接近產生共振效應。

一般來說我們不希望出現共振現象，因為共振輕則會加劇噪聲振動（空調噪聲、發動機、新能源汽車電機噪聲）造成使用體驗下降；重則會對結構產生嚴重的破壞（橋梁、發電機轉子、渦輪、曲軸、車架、葉輪）。而模態分析是通過計算的方法來得到結構的固有頻率及振型，結構的約束狀態及受力狀態會直接改變結構的固有頻率。

識別共振風險：通過模態結果，明確 PCB 的敏感頻率區間，為評估其與外部環境振動（如風扇、發動機激勵）發生共振的可能性提供直接依據。 定位機械薄弱點：可視化分析各階振型，識別在振動中位移最大或應變能集中的區域（通常為大型器件、板邊或懸空部位），這些位置是潛在的焊點疲勞與元件損壞風險點。

在實際工作時應避免出現與之相近的工作頻率，避免發生共振。（2）根據模態試驗分析，得出縮小模型中存 在四種振型與 ABAQUS 仿真平臺求解出的第五、 七、九和十階模態振型高度對應，二者一致性較好， 驗證了實驗的可靠性。 （3）該桁架機器人的整體固有頻率偏低，易 發生共振現象，應繼續進行結構優化，以提高其固 有頻率，優化其振動性能。參考文獻：[1] 李媛.

圖47 5級精度下三階模態云圖 圖48 5級精度下四階模態云圖 圖49 5級精度下五階模態云圖 5、結果分析 1）通過上述結果可知，越是低階的固有頻率結構越易被激勵起來，對于結構件來說要避免共振頻率范圍，來減小共振給結構帶來的消極影響，高階頻率振型對系統的位移影響更大，會讓系統產生更大的應變，但是也難激勵起來，所以一般條件下

物體本身有固有頻率，設計時要使物體固有 頻率低于外界激振力的頻率，避免共振情況的發 生 [13-15]。大跨距桁架上機械手需要不停運動，進 行工件抓取，從而產生系統振動，分析低階模態 可以更有效地反映設備的振動情況，故本文模態 分析提取梁體的前 6 階。本次對 Y 軸縱梁模態分 析時，由于梁體是可以移動的，故將其簡化為簡支梁，在中點位置添加機械手自重受力約束。

該仿真APP適用于地鐵系統設計工程師、結構分析師及緩沖器制造商，通過建立緩沖器的三維模型，用戶可以定義材料屬性、邊界條件、結構參數等，進行模態分析，得到緩沖器的多階固有頻率和振型。通過分析振型，用戶可以清晰地了解緩沖器在不同頻率下的變形模式，識別出可能導致共振的區域，從而進行優化設計，確保緩沖器能夠在實際應用中有效緩解沖擊力。

模態分析可以幫助設計人員確定結構的固有頻率和振型等模態參數，為避免結構共振提供改進方向，并指導工程師預測在不同載荷作用下的振動形式。

它的主要用途：（1）避免共振或使結構以特定頻率進行振動(例如橋梁設計)，（2）認識到結構對于不同類型的動力載荷是如何響應的，（3）有助于在其它動力分析中估算求解控制參數(如時間步長)等模態分析步驟雖然相較簡單，但其對結構的NVH特性分析尤為重要，下面通過兩個案例詳細介紹模態分析的專屬名詞及分析方法。

2.案例背景 振動模態是彈性結構固有的整體特性。通過對軌道客車車體進行模態分析，可以得到車體固有頻率和相應的振型，避免車體的共振（尤其是車體與轉向架之間）引發災難性的后果。3.有限元模型介紹 整車模型主要采用殼單元模擬，主要設備（如空調、變流器等）采用質量點模擬，設備與車體的連接通過MPC約束模擬。模型共包括殼單元1222916個，質量單元6個。

(插入命令流與ACT對比)">水下潛艇濕模態分析(插入命令流與ACT對比)</a>。

因此設計時會用計算機軟件對轉輪進行靜力學分析，確保其強度達標，同時還要進行模態分析，算出固有頻率，避免發生共振。本案例需要的輸入文件和參數信息如下表：圖1 幾何模型二、導入幾何a. 啟動AIFEM 2024R1；b.

三、結論本文基于自主有限元軟件PeraSim建立某汽車變速箱箱體的有限元模型，并分別利用低階單元與高階單元對箱體進行了模態分析。結果顯示兩種單元類型下箱體的前6階固有頻率結果差距在3%以內，且振型云圖基本一致。并且根據變速箱箱體實際工作環境，其前6階固有頻率均在傳動共振區之外，說明該變速箱的設計較為合理。

所以對于結構進行模態分析，分析其各的頻率和振型，可以在實際生產和應用中有效避免共振現象的出現，從而避免破壞。5. 結果對比總表如下由以上結果云圖分析可知，iSolver和ABAQUS兩個求解器對同一模型分析的結果同一性較好，模態振型一致，具體數值分析見下表。

這些模態參數可以由計算或試驗分析取得，這樣一個計算或試驗分析過程稱為模態分析。 模態分析的經典定義為，將線性定常系統振動微分方程組中的物理坐標變換為模態坐標，使方程組解耦，成為一組以模態坐標及模態參數描述的獨立方程，以便求出系統的模態參數。坐標變換的變換矩陣為模態矩陣，其每列為模態振型。

本培訓旨在幫助用戶了解模態試驗與分析的目的，掌握在應對結構共振、受迫振動問題時的工具和手段，熟悉結構建模、測量選點規劃、力錘和激振器安裝、激勵和測試與各種分析方法，以及有限元相關分析工具。本培訓班將采用理論課程和實際動手操作相結合的形式，以手把手的教學、豐富的案例分析來幫助用戶掌握BK Connect模態測試與分析工具的使用。