请教关于两端固定梁的模态分析问题

lliiuudd · 发表于 2010-8-23 14:24

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查了几个关于结构动力学分析的教科书，关于梁振动可分为纵向振动和横向振动，对应的固有频率计算有横向和纵向之说。
然而在ansys进行梁的模态分析时，所得到的频率和振型确搞不清是纵向还是横向的，因为如果是纵向的，振型方向应该是X方向的，但所得到的振型是Y向的。
请教各位高手，谢谢！

lliiuudd · 发表于 2010-8-24 08:57

请各位高手赐教，我查了好几天书，仍是百思不得其解！

欧阳中华 · 发表于 2010-8-24 11:01

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   梁的振动可以分为轴向压缩振动、轴向扭转振动、法向弯曲振动及相互耦合振动等。

  解析法：建立梁振动运动方程时考虑到哪种变形，就会解出哪种对呀模态的解，或考虑哪种变形的变形能，就会得到哪种相应的模态解；

  有限元法：剖分结构有限元单元时，考虑的左右度及变形能所包含的模态变形就能解出，不包含的就解不出来，如只有沿梁长度方向的自由度，就一定只能解出轴向压缩模态，...

不管什么方法，分析模型时什么，或按什么模型建立的方程，求解出来一定还是相应的模型，不会按轴向压缩建立确得到横向弯曲的结果....工程中最重要，也是水平最高的就是实际问题如何简化成相应的力学模型，其次才是解模型，包括用有限元来解都是其后的事情了...

wangjin631 · 发表于 2010-8-24 12:48

可以多求解出一些模态，你所希望看到的可能是高频的模态吧

lliiuudd · 发表于 2010-8-24 15:17

谢谢欧阳的解答，启发很大，谢谢各位的关注，我再琢磨琢磨！

VibrationMaster · 发表于 2010-8-24 18:00

1。细长梁的纵向振动的模态频率比较高
2。把梁缩短，变粗
3。我的学生做比萨斜塔模型，前十阶，不仅有横向弯曲模态、纵向振动模态，而且扭转模态都有

lliiuudd · 发表于 2010-8-25 08:43

我现在计算梁的纵向振动采用的办法：
用实体solid185 单元，梁长10米，截面0.2×0.2 ，两端固定约束，中间节点约束Y向和Z向位移，只有X向自由度。
计算出来的频率结果与解析解有30％左右的误差！
各位看看发表发表意见！

VibrationMaster · 发表于 2010-8-25 10:05

这么细的梁，纵向振动模态频率远高于弯曲的。为了保证前者的精度，只能拼命减小单元尺寸

dujunmin · 发表于 2010-8-26 13:48

我不明白，你计算这样一个典型的梁，为什么要选solid单元，直接选beam单元多好，有简单精度又高。此外，你选solid单元又把y、z方向的自由度约束，这到底是为什么呀！

lliiuudd · 发表于 2010-8-27 15:29

回dujunmin:
这个问题问得太好了，等于又回到了我问题的原点。
我最初选单元的时候选的也是beam单元，但是计算结果出来只有梁的横向弯曲振型，没有纵向振动振型。而在梁的模态分析里面，梁有横向振动和纵向振动两种。采用目前的梁单元无法单独计算纵向振动，所以采用了solid 单元，并约束了y、z方向的自由度。
请大家参与讨论，多发表意见，谢谢！

dujunmin · 发表于 2010-8-31 07:58

选取beam单元是可以有x向（梁的轴向）自由度的，那也就是说是可以计算梁的纵向模态的。至于你说计算结果只有横向弯曲振型，是否是因为纵向振动的模态频率太高，你没有计算到。

lliiuudd · 发表于 2010-8-31 11:20

回daujunmin:
beam单元既有y向自由度，又有x向自由度，由于梁的纵向固有频率远大于横向固有频率，所以用beam单元计算时体现的主要是横向弯曲振型。
请教daujunmin:如何用beam单元计算得到梁的纵向固有频率和振型？而且不受弯曲固有频率和振型的影响，就是我不要弯曲固有频率和振型？

dujunmin · 发表于 2010-9-5 22:24

如果让我来处理这个问题，我会多算几阶模态，总会计算到纵向模态的，为什么要绞尽脑汁地去考虑如何取出弯曲模态呢？不管你采取什么方法简化模型达到忽略弯曲模态的目的，都和实际工况有了差别，也必将导致计算结果和真实工况的差异。

呼啸着的风 · 发表于 2010-9-16 13:42

学习啦！！！

xiaoqiushui318 · 发表于 2010-9-20 17:29

可否完全限制梁的横向挠度和转角，只允许轴向平动，由此计算梁的纵向振动模态和频率呢？

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