ANSYS中的模态分析与谐响应分析
ANS YSH勺模态分析与谐响应分析
作者：未知 时间： 2010-4-15 8:59:49 模态分析是分析结构的动力 特性，与结构受什么样的荷载没有关系， 只要给定了质量、 弹性模量、 泊松比等材料参数， 并施加了边界约束就可以得到此状态下的各阶自 振频率和振型（也称为模态） 。
谐响应分析是分析结构在不同频率的简谐荷载作用下的动力响应， 是 与结构所受荷载相关的， 只是结构所受荷载的都是简谐荷载， 而且荷 载频率的变化范围在谐响应分析时要给出来。
比如，在ANSYS皆响应分析中要给出这样的语句
FK,3,FX,7071,7071!指定点荷载的实部和虚部（或者幅值和相位角）
HARFRQ,0,2.5,!指定荷载频率的变化范围，也就是说只分析结构所 受频率从0到2.5HZ之间的荷载
NSUBST,100,!指定频率从0到2.5之间分100步进行计算
这样，结构所受的这个点荷载的表达式实际上是
F=（7071+i*7071）*exp（i*omiga*t） !式中 omiga 从 0 到 2.5*2*3.1415926 变化
分析得到结果是各点物理量随频率变化的， 但物理量的值一般为复数， 包括实部的虚部，这可以从后处理 LIST吉点值看出来。
个人认为进行谐响应分析并不一定要先进行模态分析 （也叫振型分析、 振型分解等），而直接进行谐响应分析后查看吉构的物理量随频率变 化曲线时也会看到在吉构的自振频率处响应会放大（共振） 。如果已 经进行过模态分析的话， 会发现谐响应分析时的共振频率和模态分析 提到的自振频率是一致的。 但有些时候模态分析中得到的有些频率在 谐响应分析的频响曲线里可能很不明显。 因此，只能说在谐响应分析 前进行一下模态分析可以对吉构的自振特性有个了解， 以便验证谐响 应分析吉果是否合理。
另外，谐响应分析应该是频域分析方法的一个部分。 对于相地震那样 的时间过程线，直接进行时域分析（ANS YS!用暂态分析）可得到结 构随时间的响应。 而如果进行频域分析， 就应该通过傅立叶变换把时 域地震曲线变为由多个简谐荷载的叠加， 然后再以此简谐荷载做为谐 响应分析时的荷载进行谐响应分析， 最后再对谐响应分析得到的结果 进行傅立叶逆变换得到时域的结果。 不知道这种理解是否正确， 我也 没有用ANS丫磁样做过。如果正
确的话，时域分析和频域分析的结果 应该是一致的。
模态分析的应用及它的试验模态分析
模态分析是研究结构动力特性一种近代方法， 是系统辨别方法在工程 振动领域中的应用。 模态是机械结构的固有振动特性， 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。 这个分 析过程如果是由有
限元计算的方法取得的，则称为计算模记分 析；
如果通过试验将采集的系统输入与输出信号经过参数识别获得模 态参数，称为试验模态分析。通常，模态分析都是指试验模态分析。 振动模态是弹性结构的固有的、 整体的特性。 如果通过模态分析方法 搞清楚了结构物在某一易受影响的频率范围内各阶主要模态的特性， 就可能预言结构在此频段内在外部或内部各种振源作用下实际振动 响应。因此，模态分析是结构动态设计及设备的故障诊断的重要方法。
模态分析最终目标在是识别出系统的模态参数， 为结构系统的振动特 性分析、振动故障诊断和预报以及结构动力特性的优化设计提供依据。
ANSYS中的模态分析与谐响应分析
