振动和仿真的疑问

kinbo

一直在做结构仿真，遇到一个疑问，至今未找到解释，请各位帮忙

对一个确定的结构而言，我们可以求出它的固有频率，而且一直说固有频率是它的特性，不应该随着外界条件的变化而变化吧？
但是，为什么我们在进行固有频率仿真的时候，却要定义约束，而且约束不同，固有频率就不同呢？

如果一定要定义约束，那么一个下落的物体又该怎样定义约束呢?

pengweicai

边界条件只对低阶的固有频率有影响，当带宽内模态数大于5以后（统计能量法中的概念），边界条件对固有频率几乎没有影响了。

对于实际工程中的问题，一般要考虑其边界条件。

如果是自由状态，那也可以不定义边界条件。你的下落的物体是没有约束的，可以不定义。

kinbo

非常感谢pengweicai！

边界条件只对低阶固有频率有影响，这个仿真中也确实是这样的，改变边界后，往往只是低阶振型在变化，高阶基本不变。

如果不定义边界又如何去求固有频率呢？是否有什么特殊的方法？

另外，我们平时所说的固有频率应该指的低阶的固有频率吧？是否也是没有约束的固有频率？

mjhzhjg

我想可以这样理解：
     1  不定义边条件，就是我们常说的自由模态，这种一般仿真或模拟空中飞行的产品有时候会需要，用软件做自由模态分析时候，前六阶固有频率为零。
      2 实际中绝大多数结构都有其边界条件，也就是结构在某个地方使用，必然受到约束，而约束实际可以看着是结构的一部分，它必然会影响其固有频率，因为改变边界条件，实际上相当于结构发生了变化。
      3 平时说的固有频率也是指结构的所有各阶频率，只不过很多结构只需考虑低阶频率就够了。一般说的固有频率是加了边界条件的即约束的固有频率，因为处在自由状态的产品或结构很少。

kinbo

这个问题总算有个理解了，非常感谢pengweicai和mjhzhjg：）

整理一下思路，请两位帮忙看，是否有理解的不对的地方，另外，对理解的内容有几点迷惑，请帮忙解释，再次感谢！
1. 边界条件只对低阶的固有频率有影响，对5阶以上的模态影响不大——（虽然确实是这样的，但是这个怎么去理解呢？为什么会有这种现象？）
2. 自由模态分析时，前6阶固有频率为零——（这样的话，我们在进行自由模态分析时，就要重点考虑高阶模态，那么这种模态是否还有研究价值？比如一个物体在下落过程中，又收到空气爆炸波的冲击，这时候的固有频率还有研究价值吗？）
3. 边界应该是我们进行模态分析的结构的一部分，所以不同的边界会有不同的固有频率——（结合第1条，边界的改变主要对低阶固有频率有影响，那么我们在进行产品模态分析时，应该充分考虑各种可能边界情况下的模态，尤其是低阶模态，而不应该仅对一种情况进行研究，是这样的吗？）

不知道我这样理解的是否正确？请各位指正。

另外还有一个新问题
1. 物体在下落过程中，接触地面的瞬间开始，到与地面碰撞结束的过程，物体的模态还属于自由模态吗？如果不属于，那么是否可以将地面对物体的反作用力方向定义为物体的约束边界条件？

谢谢：）