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本文主要研究桁架機械手 Y 軸縱梁結構，其 結構類似簡支梁模型。本文 Y 軸縱梁橫截面就矩 形、空心矩形以及工字型橫截面等進行模態(tài)分析。3 模態(tài)分析 模態(tài)分析是一種研究物體結構動力特性的方 法 [8]，主要應用在工程振動領域 [11-12]。模態(tài)分析 是分析系統(tǒng)的自振特性，與外界荷載無關，因此 進行模態(tài)分析不需要施加荷載。可以施加約束條 件，約束條件的不同，分析結果差異也很大。

本培訓旨在幫助用戶了解模態(tài)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(guī)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(tài)測試與分析工具的使用。

預應力模態(tài)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(tài)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(tài)分析。預應力模態(tài)分析需要分為兩次求解實現(xiàn)，首先進行靜力分析，其目的是求解應力剛度矩陣(為常值)，然后在此基礎之上進行模態(tài)分析。

1.2 優(yōu)化分析工具ANSYS Workbench 結構優(yōu)化分析工具有5種，即 Direct Optimization(直接優(yōu)化工具)、Goal Driven Optimization(多目標驅動優(yōu)化分析工具)、Parameters Correlation(參數(shù)相關性優(yōu)化分析工具)、Response Surface(響應曲面優(yōu)化分析工具)及Six Sigma Analysis(六西格瑪優(yōu)化分析工具

<h2>一、問題描述</h2><p>作為圖所示結構的模態(tài)分析示例，我們對結構的自由振動響應感興趣。在材料密度為的附加規(guī)范下，我們解決了特征值問題，以確定結構自由振動的固有圓頻率和模態(tài)振幅向量。

機翼簡易模型結構靜力學分析與預應力模態(tài)分析●學習目標:如圖7-5所示，本實例為機翼簡易模型結構預應力模態(tài)分析，通過本實例學習預應力模態(tài)分析的基本操作方法和相關設置。●起始文件: Ch7/Ch7-1/Airfoil modeling.wbpj。●結果文件: Ch7/Ch7-1/Airfoil modeling Analysis wbpj。

圖7 固體屬性六、分析設定a. 點擊加號新增，分析類型選結構分析；圖8 新增分析b.我們這個案例要做兩個分析，一個是靜力分析，一個是模態(tài)分析，所以子分析步就有2個；首先設置靜力，子分析步選靜力，點繼續(xù)；圖9 新增分析c. 設置子分析步，第一個線性攝動是為了研究模型在小擾動下的響應，這種分析不會改變包含模態(tài)在內的模型狀態(tài)。

且內置了施加虛擬流體質量的功能，對于船舶濕模態(tài)的計算更具有便利性，在不需要對水域進行建模的情況下，取得了比Abaqus更貼近實驗的結果，十分適合用于船舶行業(yè)的模態(tài)分析。

所以在系統(tǒng)的設計、制造、安裝中，為使系統(tǒng)能夠安全、正常地運轉，就需要了解系統(tǒng)的共振特性以優(yōu)化結構設計，避免發(fā)生共振。 模態(tài)分析案例 了解系統(tǒng)的共振特性，需要用到模態(tài)分析。共振時，結構振動的形態(tài)被稱為模態(tài)。模態(tài)分析是對結構的固有振動特性分析，得到結構的模態(tài)參數(shù)，如固有頻率、振型、阻尼等，其分析結果可作為瞬態(tài)分析、諧響應分析和譜分析等其他動力分析的基礎。

用戶僅需修改輸入?yún)?shù)，如矢高（網(wǎng)殼曲率）、環(huán)數(shù)、徑數(shù)、單元類型及材料屬性，即可快速得到不同結構形態(tài)下的分析結果。 圖1-2實際變形圖 圖1-3屈曲模態(tài)圖此外，模型內置了自動出圖命令，能夠在分析完成后自動生成結構形態(tài)與變形圖，方便用戶直接查看結果，減少重復操作。1.2.

自動出圖：內置出圖命令，可自動繪制結構形態(tài)、模態(tài)振型與云圖。 模態(tài)分析重點：針對網(wǎng)殼結構特性，自動執(zhí)行振動模態(tài)分析，獲取固有頻率與振型特征。 可視化友好：配套動圖及教學視頻，直觀展示建模與分析全過程。 可擴展性強：腳本邏輯清晰，適合后續(xù)二次開發(fā)用途。 本案例不僅能快速得到可計算的模型結果，也能作進一步拓展至屈曲、穩(wěn)定性、地震反應或參數(shù)敏感性分析。1.5.

3、空調管路干模態(tài)分析 干模態(tài)分析，即一般的結構模態(tài)分析，不涉及流體效應對模態(tài)的影響，由于壓縮機頻率在20Hz~120Hz左右，因此，可對前10階模態(tài)進行分析，保證模態(tài)頻率在壓縮機頻率運行范圍之內。干模態(tài)在結構振動仿真中較為簡單，只需要設置約束條件、材料屬性等少部分參數(shù)，便可進行計算。

圖7 實驗測得的位移結果（紅線為臨界失穩(wěn)速度） 采用固體力學仿真軟件計算模型的網(wǎng)格數(shù)量約為35000個，花費30分鐘完成10階模態(tài)的30次迭代計算。計算獲得基于不同模態(tài)的幾何模型對應的臨界失穩(wěn)速度，形成數(shù)值分析方法的不同初始幾何模型的變形與臨界速度的關系圖，并與實驗數(shù)據(jù)，以及二維靜態(tài)方法的解析解和二維動態(tài)方法的解析解進行比較，如圖8所示。