自由模态分析和约束模态分析的区别

黄河村

1。自由和约束模态分析只是边界条件不同的两种模态分析而已；
2。在实际工程问题中，自由和约束两种边界条件均广泛存在，如飞机、火箭、导弹等为自由边界条件，而机床架、高层建筑等为约束边界。
3。解决工程问题的最终有限元模型分析应与工程实际的边界条件相同（或向近似）！如飞机用自由模态分析其动力学稳定问题，以便确定飞行品质。机床架用约束模态分析其动响应问题。
4。但有限元模型不是凭空而来的，更不是一经建立便与实际结构固有特性相吻合，它必须是建立在结构设计数据和结构试验数据基础之上的。其模型修改过程的模态分析方式应与试验边各界条件相吻合或近似（在满足工程精度的前提下）。
5。一般而言，试验边界条件与工程实际边界应该相同。但在有些情况下，也不尽相同！如超大型飞机A380、超大的火箭、飞船要实现自由条件的试验是很困难的！
6。在理论分析的时候、信号无论是速度、位移、加速度是没有什差别，只是表现形式不同而已。但对试验而言就应另当别论了，应考虑试验频段和信号方式对测量精度的影响！
有人认为：“个人认为自由模态分析在于了解你设计的结构自身的一些固有特性。而约束模态分析是你这个结构用于工程时实际的约束边界” ，这种概念不对。
对工程实际结构的分析模型一定是要尽量的符合实际，理论上不同的结构系统（包括材料、结构、边界甚至变形程度等）相应的振动固有特性是不一样的，没有比较的必要，更不会存在自由模态特性表示固定模态的特征。
不同工程中的模型应该都有处理方法，也没有一定的规则... ...
至于一些结构系统实验或计算很难模拟实际自由状态，那么不得不增加的约束也是尽量的对实际状态产生较小的影响。当然这也是实际工作水平所在。
问一下系主任，若是模拟飞机振动，那人为的加上约束可以吗？比如假设模型一边固定，然后进行模态分析？
1，当然可以！
2，但一般而言，试验的边界条件是以工程实际需要为准的。
3，对于复杂结构如飞机，火箭等，如果采用子结构建模和试验而后进行全尺寸仿真试验的思路，一般大都对子结构采用约束（固支）试验。
4，若是模拟飞机振动，是否人为的加上约束要以模拟飞机何条件下的振动为依据！要单纯进行模态试验，加不加约束都可以，以方便实现和工程需要为准！
关于上面的讨论，谈几点看法
1 结构的模态是与结构本身的特性和约束有关的，至于需要求解自由模态还是约束模态，完全取决于工作的需要，模态分析时的约束方式应与实际工作条件下一致，当然，如果工作时结构没有约束，如飞机、火箭等，则需要进行只有模态的分析；
2 在作自由模态分析时，可能会得出前几阶固有频率为0，这些为0的固有频率表现为刚体模态；
3 自由模态和约束模态不能被认为是“带约束的模态是自由模态的子集，约束后，模态数变少”，模态数与系统的自由度数有关，与约束无关，自由模态和约束模态并没有什么谁包含谁的概念；
4 自由模态和工作模态的作用完全一样，都用于结构的模态分析，自由模态分析的对象主要是无约束的结构，如火箭、飞机等.

我不是李连杰

自由模态在分析过程中不约束么，约束模态在分析中给定约束啊

黄河村

我不是李连杰 发表于 2015-4-12 06:36
自由模态在分析过程中不约束么，约束模态在分析中给定约束啊

自由模态就是不收约束的，如飞行的飞机等，约束模态是含有约束条件的，如房屋的约束模态

我不是李连杰

了解了，:)

164094

好高深 啊，希望以后能明白

hellspint-creo

好高深 啊，希望以后能明白