前六阶刚体模态振型的拆分？

一缕炊烟

存在一个零部件，在自由约束下进行模态分析，得到前六阶刚体模态频率为0，振型为x,y,z.然后观察振动状况，发现振动并不是单纯的3个刚体平动，3个刚体转动。能否在已知六阶x，y，z振型的情况下，将振型转化为3个刚体平动，3个刚体转动的理想形式？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？

一缕炊烟

lab801 发表于 2013-10-22 21:22

                               
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迷惑不解

望大侠指点迷津！！！！！！！！！！！！

mxlzhenzhu

有。
邱吉宝的书里面我记得有一种计算方法；

刚体模态计算有很多方法，其中还有一种计算方法，直接选择参考点，然后计算6个刚体模态，x,y,z,rx,ry,rz
方向刚体运动，这种算法完全是避开了特征对计算，因为频率是已知的，所以它直接计算振型就行了。


振型计算完了，验证 K V=0即可。

dujunmin

刚体模态在物理上什么意义呢？

mxlzhenzhu

模态就是位移形态。从数学的角度看，就是特征值问题，刚体模态只是一种频率为零的而已。
刚体模态是存在的，这是毫无疑问的，比如飞行中的导弹、飞机；也就是无约束或者欠约束结构。

结构件模态试验时，激振杆附加刚度乃至弹性绳的附加刚度或者空气垫的附加刚度会引起“非零Hz”的模态，但是对于分析对象而言还是刚体运动的，所以应该也是刚体模态，只是有的人不这么承认。

在物理上，要认为刚体模态是不产生应力应变的模态。结构会在这些无约束的自由度上面产生很大的位移，至少会发生这种倾向，那这就是牛顿力学里面的刚体动力学问题了，力/力矩是产生加速度的原因。刘延柱搞了一辈子刚体动力学分析。

一缕炊烟

mxlzhenzhu 发表于 2013-10-23 12:01

                               
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有。
邱吉宝的书里面我记得有一种计算方法；

详细的问题是这样的，在ANSYS中对一个零件进行模态分析，是在自由约束状态下进行的。然后会得到每一阶的特征频率，得到的前六阶频率也都是接近0的，还有就是振型，而振型是以x，y，z坐标形式给出的。问题就是在观察前六阶振动形式的时候，发现并不是3个平动，3个转动。而是每一阶的振动形式都含有这六种运动状况。所以小弟现在就是想把前六阶以x，y，z坐标的数据进行转化，看能不能将每一阶刚体振型转化为标准的3个平动，3个转动的状态，求详解，求指点。

wanyeqing2003

自由约束下的刚提运动，频率为零是正常的。

此时刚度为零，频率自然就等于零。

一缕炊烟

wanyeqing2003 发表于 2013-10-25 10:33

                               
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自由约束下的刚提运动，频率为零是正常的。

此时刚度为零，频率自然就等于零。

对啊，在ANSYS中对一个零件进行模态分析，是在自由约束状态下进行的。然后会得到每一阶的特征频率，得到的前六阶频率也都是接近0的，还有就是振型，而振型是以x，y，z坐标形式给出的。问题就是在观察前六阶振动形式的时候，发现并不是3个平动，3个转动。而是每一阶的振动形式都含有这六种运动状况。所以就是想把前六阶振型以x，y，z坐标的数据进行转化，看能不能将每一阶刚体振型转化为标准的3个平动，3个转动的状态，求详解，求指点。

wanyeqing2003

一缕炊烟 发表于 2013-10-25 14:25

                               
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对啊，在ANSYS中对一个零件进行模态分析，是在自由约束状态下进行的。然后会得到每一阶的特征频率，得到的 ...

如果振型包含多方向运动，应该属于耦合振动的问题。

有些耦合振动是可以解耦的。振型振型分解法就是一种解耦的方法。

一缕炊烟

wanyeqing2003 发表于 2013-10-25 15:50

                               
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如果振型包含多方向运动，应该属于耦合振动的问题。

有些耦合振动是可以解耦的。振型振型分解法就是一 ...

请大侠详细介绍下振型分解，或是这方面的文献书籍给推荐下。十分感谢！！！！！！！

wanyeqing2003

振型分解法也有叫振型叠加法。
在一般的振动理论方面的书籍都有介绍。它是振动分析的基础知识。

振动分解法运用的数学方法在高等代数里有介绍。是运用数学上的坐标变换来解耦。

一缕炊烟

wanyeqing2003 发表于 2013-10-25 20:44

                               
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振型分解法也有叫振型叠加法。
在一般的振动理论方面的书籍都有介绍。它是振动分析的基础知识。

振型叠加，这个我明白的，对于运用转换矩阵解耦我也做过这方面的问题。现在的问题就是不是叠加，而是将已知振型矩阵进行转化拆分成预先设置好的振动形态。望大神仔细阅读下我的具体问题再做详细说明，小弟先谢谢了哈。

ChaChing

印象中, 六个刚体模态的确并非针对body axis, 而是针对principal axis
所以除非所分析的物体三个轴向都对称, 以致两个轴系重合, 不然其刚体模态都不是想像中那样纯正
记得是可以如4F说的指定参考点(否则就针对重心), 但好像并不能指定参考轴, 不过不知新版本是否有增加功能

另外提醒下, 若採用纯正刚体模态, 将造成质量矩阵有非对角项
没有再次确认, 希望没记错

一缕炊烟

ChaChing 发表于 2013-10-25 22:09

                               
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印象中, 六个刚体模态的确并非针对body axis, 而是针对principal axis
所以除非所分析的物体三个轴向都对称 ...

说的很靠谱，我现在就想用一个比较规则的物体，轴对称而且比较标准的部件，用ANSYS分析出振型再用手算出应有的振型，找下关系。敢问大神有没有更加简单的方法。