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7.3 模态法频率响应分析
模态法频响分析MFREQ指的是,先对结构进行模态分析获取实模态振型Φ,而后将物理坐标u转换到模态主坐标q进行求解。
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式中,q为模态坐标;为模态质量矩阵;
为模态阻尼矩阵;
为模态刚度;
为模态外激励。
模态法需要求解的矩阵维度仅为模态截断时保留的模态数量,相比于直接法,在计算量上有大幅度的下降。
在实模态情形下,模态主坐标qi的表达式类似式(4-7),曲线近似图4-4。
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当结构模态频率ωi远大于激励频率ω时,模态主坐标的响应趋于零,即qi(ω)→0。在OptiStruct中,模态截断频率一般取为最高激励频率的2倍以上。
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图7-4 模态法频响分析的工况定义
图7-4所示为典型的模态法频响分析工况在.fem文件中的定义。其中包含了边界条件SPC定义、模态分析方法METHOD定义、分析频率集FREQUENCY定义以及外载荷DLOAD定义。在模态法频响分析中可以使用更多类型的FREQ分析频率定义卡片,包括FREQ、FREQ1、FREQ2、FREQ3、FREQ4、FREQ5。其中,FREQ3~FREQ5卡片利用了模态分析得到的固有频率ωi,可以更准确地捕捉频响曲线u(s)中的峰值。