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  • 1 # 使用者922551757647

    任何結構都可以看做多個質點和彈簧所組成的系統,這就是模態分析的基礎物理模型。

    由於有多個彈簧存在,所以會有多個固有頻率,決定固有頻率的,是質點的質量m和彈簧的彈性係數k,透過直接求解多自由度系統的運動微分方程知道,自由狀態下的固有頻率與k有關,但不是線性關係。由此可知,固有頻率與在哪一點激勵無關,愛敲哪兒敲哪兒。(但約束條件要一致)

    至於模態,則指的是模態振型、模態質量、模態剛度、模態阻尼,這是在利用座標變換對線性微分方程組解耦時引入的名詞,是音譯,與中文字面的意思沒多大關係。呵呵,有時候常常被這個名字給誤導了。

    求的固有頻率後,會解出一組振型向量(就是各點的振動位移),即:對應於每一個固有頻率的各點的振型之比;所以,當系統受外加激勵時,就可以列出一組運動方程,但這組方程在物理座標下無法求解,所以高人們把它轉換成另一個更方便的座標系:根據能量守恆,外力做功等於各點的動能和勢能和,根據各階振型的正交性,可以將各點的振動位移變換成各階振型與貢獻量乘積之和,這樣使方程組得以解耦,這個新的位移表示方法,就稱為模態座標。(老外起的名字,不太靠譜)

    接下來就是求解了,結果是,透過一系列巧妙的運算方法(其實都是線性代數的知識),得出來一組好看的方程,這組方程跟物理座標下的方程一樣,只不過座標系不同而已,在這組方程裡,質量、剛度、阻尼的矩陣都是漂亮的對角陣,而頻響函式矩陣的各個元素,也很好的表達了系統中各質點的導納關係。

    很顯然,各點之間的導納不同,所以,不同點之間的激勵和響應是不一樣的,即振型不同。所以你在不同的點激勵,振型也是不同的。

    自由狀態下,給個衝擊,系統會共振,但是如果你持續的給系統激勵,系統是受迫振動。

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