仿真流程专题----模态分析仿真流程

本篇专题，将以wb软件为例，介绍模态分析的仿真流程。

一、模态知识点

模态是结构系统的固有振动特性。线性系统的自由振动被分解耦合为N个正交的单自由度振动系统，对应系统的N个模态。每一个模态具有特定的固有频率、阻尼比和模态振型。这些模态参数可以由计算或试验分析取得，这样一个计算或试验分析过程称为模态分析。通过结构模态分析法，可得出机械结构在某一易受影响的频率范围内各阶模态的振动特性，以及机械结构在此频段内及在内部或外部各种振源激励作用下的振动响应结果，再由模态分析法获得模态参数并结合相关试验，借助这些特有参数用于结构的重新设计。 (转自百度)

作者认为有限元仿真中的模态分析简单总结就是用来确定结构自身的振动特性，包括固有频率和振型。

1.1模态的作用

①用来替代瞬态动力学分析，用于寻找某一段频谱或时域载荷下，结构的最大峰值相应。②模态振型属于无量纲量，可定性反应结构的强弱。③发现结构自身固有频率，之后对结构进行修改，避免结构与工况发生共振。④减少计算量。

二、模态的流程分析

模态分析的流程总体可以简单归纳为“三大步三小步”。其中三大步为：前处理、求解和后处理。三小步是在三大步基础上继续进行划分得出的。其中前处理的三小步为：几何模型系统构建、材料模型系统构建、有限元系统模型构建。求解的三小步为：位移边界条件、载荷边界条件、求解设定。后处理的三小步为：结果趋势判定、结果量级判定、结果误差分析。总结绘制成的思维导图如下：

接下来的内容，将按照上述思路进行讲解。

模态分析可以分为自由模态分析、约束模态分析和预应力模态分析三种。它们的前处理流程基本一致。但不同的模态分析方式，相应求解的方式设置也会不同。接下来内容将对三种模态进行分别介绍：

一、前处理

1.1几何模型系统的构建