什么是刚体模态，如何求刚体模态

欧阳中华 · 发表于 2010-8-28 09:34

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   对于刚体上面讨论的需要确定个前提，也就是系统刚体还是系统部分刚体。

  系统部分刚体常常就是机械振动的弹簧质量系统，认为子系统惯性和弹性是独立的，而且针对富有惯性的子系统弹性是无穷大，对于具有弹性的子系统惯性是无穷小，这样考察质量单元就可以认为是局部刚体模态了，...

另在结构分析中往往会遇到一种存在整体自由移动或转动的系统，由于这种整体自由度的存在数学上求解需要进行处理，对这种存在半正定系统特征值求解的处理就带来了解的增根，那就是所谓的刚体模态，请注意这是增根，得出的解一般是0，也可以是任何数值，物理里是没有意义的 ...

   工程实际问题化为物理问题，物理问题化为数学问题，数学问题再采用某种解法，理论上都不会正好完全包含，都会增加解域，或减少解域，如何处理好、认识好，让最终希望得到的解还在解域里，能够得到就是最大的能力，这里涉及工程、物理和数学，课本是不可能包含的，所以每一步都要深入考虑丢解了吗？增解了吗？需要的解还在吗？

fudy10 · 发表于 2010-8-28 14:21

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你指的刚体模态是结构不受约束情况下的模态还是指刚性体结构的模态？希望说清楚...

ttwwooblueyes · 发表于 2010-8-28 19:45

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我觉得，有约束的时候的模态应该不叫刚体模态吧，愿听高手详解。

欧阳中华 · 发表于 2010-8-28 20:02

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刚体模态的确一般是指整体而言，局部刚体模态很少用，结构有限元里的主从节点就是处理刚体位移的手段之一. . . .

ChaChing · 发表于 2010-8-29 00:19

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或许个人误会你的说法, 但以为如此说不严谨!
如欧阳教授所说"刚体模态的确一般是指整体而言，局部刚体模态很少用", 或许你指的是局部刚体:@)

zhangwenjing · 发表于 2010-8-29 09:32

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呵呵，可能是我理解错了，你讲的有道理

zzwh1002 · 发表于 2010-9-20 13:25

那什么是耦合呢

wayboss · 发表于 2010-9-25 13:52

学习一下

paradiseboy · 发表于 2010-9-27 21:05

放心飞翔发表于 2008-10-7 19:20

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请教大家一个问题：什么是刚体模态，如何求刚体模态呢？谢谢

刚体模态是物体的刚体位移模式，即零应力状态。可通过求解物体的特征值问题得到。

huangzehao · 发表于 2010-11-3 22:58

计算分析出来的或者试验出来的刚体模态主要就是将整个系统看成是刚体，并且系统中各子系统或部件没有相对运动，才会出现六阶频率为0的刚体模态。实际上，即使各部件都是刚体，但刚体之间的连接却非常复杂，若简单的假设期间的连接是用理想弹簧的话，则刚体模态就会更多。

puyen · 发表于 2010-11-6 22:49

前段LMS模态测试系统培训，说有个刚体模态测试，
我很是纳闷，印象中刚体模态前六阶都是零，还用测试么？
工程师说刚体模态测试用于与有限元模型进行比较，难道是比较第七阶及以后？
另外还说刚体模态测试可用于确定物体的转动惯量和质心，
大家了解的话可一块讨论讨论

yejet · 发表于 2010-11-12 06:12

本帖最后由 yejet 于 2010-11-12 06:13 编辑

puyen 发表于 2010-11-6 22:49

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前段LMS模态测试系统培训，说有个刚体模态测试，
我很是纳闷，印象中刚体模态前六阶都是零，还用测试么？
...

有这种提法的
在结构的约束条件不充足的条件下，结构虽然发生了位移，但其内部应力几乎不产生应力，这时也可以认为是刚体模态，也就是欧阳教授在16楼说的局部刚体
在汽车动力学和转子动力学中都有这种提法

汽车中动力总成刚体模态测试的一个例子
http://articles.e-works.net.cn/CAE/Article73284_1.htm

下面是msc教程中的一段文字

menmen · 发表于 2010-12-27 22:38

刚体模态的频率一定是0，对吧？
但经过结构传递后，刚体模态的振动能量会反映到其他频率上，例如几Hz，对吗？

rong1314 · 发表于 2010-12-28 17:35

LMS的刚体模态测试做过一次试验，能够得到转动惯量和质心，是在整个模型相对坐标中的一点，但转动惯量也是参考值，感觉不会太准！，做简单的结构比较准。复杂点的结构考虑的测试条件就比较多了！

cl_1982614 · 发表于 2010-12-29 21:50

刚体模态，我的理解是用模态的概念来描述刚体运动。例如，完全自由的刚性飞机有六个自由度，该飞机可以用六个刚体模态描述飞机的刚体运动。当刚性飞机的刚体模态超过6个时，只能说明该飞机内部的连接出现了问题。比如说，机翼与副翼之间的连接没有处理好，就会又出现若干刚体模态。将系统刚体运动用刚体模态进行描述有诸多优点。我认为最重要的优点就是将系统的刚体动力学方程与系统的弹性动力学方程这两个割裂的部分统一起来，从而可以研究相关的刚弹耦合运动。比如，一些飞翼布局的飞机或者大柔性飞机，其一阶弹性模态与飞机的短周期模态很接近，飞机的相关特性可能同时会受短周期模态和一阶弹性模态的影响。解决这类问题的基础就是将飞机的位移表示飞机的刚体模态与弹性模态的叠加，然后再进行后续相关计算。

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