固有振动分析后处理优化

本节将说明固有振动分析的后处理方法。

1.后处理前的显示设定

参见1.4.3节中1内容。

2.后处理的图像表示

关于固有振动分析结果的图像表示，可显示静应力分析的“误差”以外的全部图像。在此处，就用代表性的图像“变形网格”和“位移”来说明固有振动分析结果表示时的特征。

（1）网格表示

1）单击“Deformation（变形网格）”图标。

2）界面上显示处于变形状态的网格（见图1-143）。

3）双击规格树上的“Deformed Mesh.1”，或直接双击界面上的变形网格图像，系统自动弹出编辑界面；在“Occurrences（模态阶数）”选项中，可切换各个模态。

4）将模态从第1阶切换至第4阶（见图1-144）。

5）界面上的变形网格也相应改变（见图1-145）。

（2）位移

1）单击“Displacement（位移）”图标。

2）与1.4.3节2内容同样的操作，将位移的箭头图切换成位移值的云图（见图1-146）。

图1-143 处于变形状态的网格

图1-144 固有振动频率和模态的表示

图1-145 固有振动频率和模态的表示

3）双击规格树上的“Translational displacement vector.1”，或直接双击界面上的位移图像，系统自动弹出编辑界面。与上述的变形网格一样，在“Occurrences（模态阶数）”选项中，可切换各个模态。

图1-146 固有振动频率和模态的表示(www.xing528.com)

a）模态阶数：1（固有频率：98.48Hz） b）模态阶数：4（固有频率：1959.71Hz）

应注意的是用位移表示的模态中调色板的数值的意义。固有振荡的模态用位移云图表示时，调色板显示的最大位移值常常会大得离谱，图1-146显示的最大位移为1m以上。这并不是说结果有问题，而是对模态图来讲，调色板的位移大小用来表示模态的形态，只有相对性，而其绝对值没有意义。因而，即使显示了很大的位移值也无关紧要。

（3）模态参与因子（Mode Participation Factor）最易发生共振危险的是最低的几阶频率，但要知道所分析的结构究竟应该计算几阶模态，有一个指标是模态参与因子。其含义是结构的某阶固有频率，对某一个方向振动的参与度。一个简单的例子是，在荡秋千时，若要让秋千荡得高，所施加的外部激励不仅必须与秋千的节拍（频率）相同，而且还要与秋千晃动的方向一致才有作用。这是因为，在秋千晃动方向的模态参与因子最大。但是，如果外部激励没有施加在秋千晃动的方向上，即使与秋千的节拍（频率）相同，也没有太大的作用。模态参与因子可以通过分析报告来查看。其方法如下：

1）单击生成分析报告“Gener-ate Report”的命令图标。

2）单击对话框（见图1-147）的OK按钮，生成分析报告。

3）在HTML的报告里，可看到模态参与因子的信息（见图1-148）。

图1-147 生成固有振动的分析报告

每个模态对在每个方向的振动会产生的参与度均显示在图1-148所示的信息中。例如，第1阶模态，其固有频率为98.48Hz，它对x方向的并进移动的振动有73.91％的贡献度，对y、z方向的转动的振动分别有10.41％和13.71％的贡献度。而对其他自由度的振动没有影响。另一方面，在x方向的并进移动的振动上，除第1阶模态的参与度为73.91％外，第4阶模态的参与度为4.58％，前10阶模态的总参与度为81.19％，另有近20％的模态（10阶以上的）没有计算。

图1-148 模态参与因子

3.图像表示的其他功能

此处着重说明与1.4.3节的静应力分析处理时的不同点。

（1）动画表示　用动画表示可方便地观察模态的形状。其方法如下

1）在1.5.3节中用位移表示模态的状态下，单击“Animate”图标。

2）选择所需表示的模态的阶数进行动画表示（见图1-149）。

（2）传感器功能　固有振动的频率可用传感器功能来表示（见图1-150）。其方法和静应力分析的传感器功能相似，不再赘述。

图1-149 模态的动画表示

图1-150 固有振动的传感器