模态频率分析
何时使用模态频率分析
在 QY CAD 仿真中，模态频率分析是正则模态分析。使用它可查找使零件或装配自由振动的频率。正则模态分析结果确定设计的固有频率（自由振动频率）和模态形状（变形形状）。目的是使您能够验证固有频率和模态形状不会接近设计所需的已知临界工作频率。
一台分拣机以 60 Hz 运转。启动后，机器从 0 Hz 运转到运行速度，如此周而复始。模态分析报告前两个固有频率是 27.5 Hz 和 59 Hz。这会导致可靠性问题，因为施加的载荷会在达到固有频率时增大。
所有旋转部件，如轴上旋转的螺旋桨和风车上旋转的叶片，可以相对于其每分钟转数的已定义限值进行计算。如果支撑结构的固有频率接近于部件的工作频率，则载荷可能会有显著的动态放大。
正则模态分析的概念
要了解以周期性间隔承受周期性力的物体的动态特征，必须以正则模态分析基础。
正则模态分析计算结构的固有频率和模态形状。结构受到扰动或激励时，其运动将是结构的各个固有频率的线性组合。固有频率（正则模态）是结构的基本特征，也是结构的刚度和质量的函数。例如，可以调整钢琴的每根弦，使其根据特定输入以特定频率振动。特定固有频率下的变形形状被称为模态形状。
以下 XY 图出自 Femap 帮助，其中显示的三个峰值分别与前三个模态对应。此图上的 Y 值是任意的，但 X 值则按照频率范围很好地呈现了发生激励的位置。此外，每个波峰的底部宽度表示与每个频率关联的频率带宽。
在正则模态分析中，我们求解出模型的特征值和特征向量。对于与固有频率成比例的每个特征值，均存在对应的特征向量或模态形状。（这是正则模态分析也被称为实特征值分析的原因）。
执行正则模态分析的原因有很多，其中包括：
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评估设计更改对基本动态特征的影响。
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在后续谐波响应分析中使用这些模态。
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参照固有频率，分别为瞬态和频率响应分析选择适当的时间或频率步。
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评估模态测试数据和分析结果之间的相关度。
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