关于柔性体模态和频率的问题（

altair_vega

坛子里多次有人问到柔性体的模态的问题，主要是柔性体在进行有限元计算的时候的模态和在ADAMS中的系统模态不一致的问题
我查阅了一些资料，自己也不是非常的理解。这里借用一些资料中解释的理论，希望感兴趣的朋友进来多多讨论。

研究表明，当大范围运动随时间变化时，做大范围刚体运动的弹性体不存在结构力学意义下的固有频率和振型，它们都是随着大范围运动的变化而变化的，系统的频率随大范围运动增加而增大，作大范围刚体转动简支梁与无大范围运动时的模态函数级数形式相同；当大范围转动角速度较低且小于系统无大范围运动的基频时，用无大范围运动条件下的模态来离散存在大范围运动弹性结构的变形位移，且有较高精度；当大范围运动为高速且大于系统的固有基频时，若还用无大范围运动条件下的模态来离散，将存在较大的误差，根本不能反映系统的真实振动频率与模态振型。

我自己的理解是：在有限元计算的时候，得到的MNF文件只考虑了单个零件的固有频率和振型，而在ADAMS中考虑了系统做大范围运动的情况，修正了单个零件的振动频率和模态振型，所以我们看到的结果和有限元的计算不一致。
（有兴趣的朋友过来讨论一下！！）

[ 本帖最后由 altair_vega 于 2008-11-7 22:04 编辑 ]

FEIXIANG2008

把ansys和adams软件结合起来，一般都会碰到这个问题，特别是较为复杂的部件时，我曾经做课题的时候，为这个问题迷茫了很久，最后因为没有这方面的资料，所以只好按照ansys中mnf产生的实例，简单地对一个零件进行了分析，不过之后一直都感觉可能存在问题！！希望大家好好讨论一下，因为课题深入的话，这个问题还是很可能碰到的

beiguochunxue

版主解释的很有道理，我也遇到了这个问题，怎么解决这个问题呢？请斑竹指点一下！谢谢！！！

sh_lin30

关注ing
有道理！

hjs2141

楼主是不是这个意思：试验模态跟工作模态的关系？
ODS与Modal analysis本身没有必然的联系性。
ODS=operational deflection shape。
固有振型是系统本身固有的，只取决于系统本身的性质，与外激励无关;而工作振型不仅与结构本身性质有关，还与外激励有关。如果外激励改变，ODS也随之改变。

“在有限元计算的时候，得到的MNF文件只考虑了单个零件的固有频率和振型 ”，我没有做过MNF文件导入ADAMS，改天有时间仔细看看模态中性文件是怎么来的。

hjs2141

楼主是不是这个意思：试验模态跟工作模态的关系？
ODS与Modal analysis本身没有必然的联系性。
ODS=operational deflection shape。
固有振型是系统本身固有的，只取决于系统本身的性质，与外激励无关;而工作振型不仅与结构本身性质有关，还与外激励有关。如果外激励改变，ODS也随之改变。

“在有限元计算的时候，得到的MNF文件只考虑了单个零件的固有频率和振型 ”，我没有做过MNF文件导入ADAMS，改天有时间仔细看看模态中性文件是怎么来的。

saillee

转速确实会改变柔体的刚度，学术上常见的动力刚化动力柔化就是专门研究这个想象的；但是这个影响是很有限的，一般要在很高的转速很软的柔体上才有明显影响；对于模态法做柔性体分析，边界条件才是影响最严重的。通俗的说，做结构分析拿到模态的时候，用的是静定边界，而做柔性体动力学分析的时候，约束条件跟模态分析时完全不一样。

idisid

楼主能不能说清楚点，其实我不是太明白楼主所提问题的意思，见谅。
adams中系统的模态指什么？

[ 本帖最后由 idisid 于 2008-10-9 23:10 编辑 ]

altair_vega

前面发的是我在一本 上看到的，是关于刚柔耦合的理论
关于柔性体的模态和有限元计算后处理中的模态问题，我前几天咨询了德国某公司的工程部经理，他是这样告诉我的，觉得有些道理，特来和大家分享一下
有限元的软件在计算mnf文件的时候，要先计算模态。而在计算模态的时候，要首先计算FEA模型的模态，而后在生成MNF文件的时候又一次计算了模态，这时候的模态是刚性节点加上FEA模型组成的系统的模态，因为有刚性节点，所以MNF文件的模态一般要比相应的纯FEA模型的模态要高。

idisid

我看了adams的flex相关的理论部分后，认为mnf传给adams的模态和fea本身模态分析时计算的模态本就是两回事，传给adams的模态是模型的craig-bamton模态集，经正交后的模态，而fea本身模态分析时就是按照正常有限元方法计算模型的模态，这两者本质上不同，但结果却是非常相似和接近，这是因为，传给adams的正交化craig-bamton模态集，其计算过程和求解有限元运动方程的一种近似解法几乎一致，所以，正交化的c-b模态才会变得和fea解得的模型模态如此一致，但你比较他们的振型数据（我是指通过结果文件里的数据比较，光看振型图像是很难分辨的），会发现有很多是不一致的。

82563596

ansys中所计算的是自由模态 也是就不受约束条件下的模态频率及振型

gengruiguang

上面有几位同道的解释没有说出问题的本质。我做过几个例子，用简单的无约束的梁单元输入MNF文件到ADAMS，比较ANSYS和ADAMS中柔性体的模态，差别是很小的，尤其是前几阶。但是如果加上约束，比如把梁一端固定，成为一个悬臂梁，在分别在两个软件中求模态，其值差的很大，根本不是一回事，但是振形确实相似的。 我看过有的文献上介绍，ADAMS中固定副和转动副是可以直接加在柔性体上，如果再通过教材上求解梁的公式，可以看到，ANSYS求出的解才是正确的，ADAMS中的根本不对。估计ADAMS中如何正确加约束是个问题

gengruiguang

要纠正82563596一下，受约束条件下，也可以有模态。

zxy513

赞同10楼的说法。ansys中生成.mnf文件的算法是基于模态综合法中改进的Craig-Bampton 方法，也叫固定界面子结构法，计算出一组模态集，包括固定界面下柔性体（子结构）的主模态集和约束模态集，这和单独计算柔性体的模态是有区别的。区别在于不同的边界条件。
主模态集(Normal modes )是在将柔性体的界面点的自由度全部约束，求得一组截断模态组（在选择的频率范围内的模态，以减少问题规模）；
约束模态集(constraint modes)是依次使某一个界面坐标为单位位移，而其它的界面坐标均为零（即只释放界面点上一个自由度，并给这个自由度施加一个单位位移）时的柔性体的（子结构）的静态位移响应；
而单独计算柔性体的模态则是得到柔性体的自由模态集，和上述是有区别的。

wetfvf

ADAMS中的模态是指用ANSYS计算的柔性体mnf文件中的模态集，这个模态集是正交的，用于在运动学或动力学分析时计算ADAMS中柔性体对约束集的响应。ADAMS中柔性体的位移等于各阶模态的权重乘以正交的模态集。我觉的这些与10楼和14楼对ADAMS中模态的解释是吻合的。

dcx155

有用，谢谢大家的交流，在此学习了。
可是我现在的实际问题没有解决。
在Ansys里面，对同一构件，划不同的网格或者节点数的不同，再生成MNF文件，导入ADAMS里面仿真，其结果相差也很大，提取的受力影响很大。
四面体或六面体，划网格，也有差异
谢谢呀，
http://forum.simwe.com/thread-976283-1-1.html
http://forum.simwe.com/thread-974121-1-1.html

huangkai802

学习了!!!!

jndx刘刚

感谢大家的交流  受益匪浅

zhongch2008

我觉得10　14楼说得很好

liyuan2028

很好的讨论，受教了！