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2023-10-30

自振频率

表格结果类别 自振频率 包含无阻尼系统的自振频率。在表格标题栏中,您可以在模态荷载工况的结果之间切换。

系统的每个频率都有一个对应的振型。振型也会以图形方式显示(参见图片 模态分析结果 )。请在导航器中选择振型,或使用按钮 上一个 和 下一个 在各振型之间切换(参见图片 选择振型 )。您也可以在表格中选择相应的行,以在工作窗口中显示某一特定振型。

自振频率

'自振频率' 表格(参见图片 结果类别 '自振频率')概述了无阻尼系统的以下结果:

  • 特征值
  • 圆频率
  • 自振频率
  • 自振周期

无阻尼多自由度体系的运动方程按照预设的 求解方法 计算。

其中 M 取决于 质量矩阵 的类型。

特征值 λ [1/s²] 与 圆频率 ω [rad/s] 的关系为 λi = ωi2。自振频率 f [Hz] 由 f = ω / (2π) 推导得出。自振周期 T [s] 为频率的倒数,按 T = 1 / f 确定。

对于具有多个自由度的体系(MDOF – multiple degrees of freedom),存在多个特征值 λi 及其对应的振型 ui。

有效振型质量

'有效振型质量' 选项卡包含以下结果的概览:

  • 模态质量 Mi
  • 平动方向的有效振型质量 meX, meY, meZ
  • 转动方向的有效振型质量 meφX, meφY, meφZ
  • 平动方向的有效振型质量系数 fmeX, fmeY, fmeZ
  • 转动方向的有效振型质量系数 fmφX, fmφY, fmφZ
  • 结果总和

有效振型质量描述了系统的每个振型在各方向上激活的质量大小。

模态质量 的定义如下:

振型 i 的特征向量 ui 如公式 振型 所示。M 取决于 质量矩阵 的类型。

振型质量 Mi 与方向无关,但会随 振型的缩放 而变化。

有效振型质量 mijeff 描述在 j 方向被加速的质量,其中 j = 1, 2, 3 表示平移,j = 4, 5, 6 表示旋转——针对每一个单独的振型 i。这些质量与 振型的缩放 无关。它们与 振型参与系数 Γi,j 直接相关(参见公式 振型参与系数)。

矩阵 T 对每个有限元节点都存在。

有效振型质量的定义如下:

表格末尾给出了有效振型质量的总和 ∑me。在平动方向上,这些总和等于结构的总质量 ∑M。未被激活的质量不包含在内,例如固定支座处的质量。只有当计算了模型的所有特征值时,才能达到完整的质量。

有效振型质量系数 fme 用于判断某一特定振型是否需要纳入反应谱法的考虑范围。例如,EN 1998-1 第 4.3.3.3 节规定,“所考虑的模态贡献的有效振型质量之和至少应达到建筑物总质量的 90 %”,并且“所有有效振型质量超过总质量 5 % 的模态贡献均应予以考虑”。

有效振型质量系数 fme 的定义如下:

关于模态分析和有效振型质量系数的更多信息,请参阅 Meskouris [2] 和 Tedesco [3]。

振型参与系数

'振型参与系数' 选项卡中列出了以下结果:

  • 模态质量 Mi
  • 平动方向的振型参与系数 ΓX, ΓY, ΓZ
  • 转动方向的振型参与系数 ΓφX, ΓφY, ΓφZ
  • 结果总和

振型参与系数的定义如下:

定义旋转自由度的振型参与系数在 [1] 中有更详细的说明。振型参与系数 Γi,j 对于平移是无量纲的;对于旋转,其单位为 [m]。

网格点处的质量

'网格点处的质量' 选项卡中列出了以下结果:

  • 平动方向的质量 mX, mY, mZ
  • 转动方向的质量 mφX, mφY, mφZ
  • 质量总和

这些数值表示在 模态分析荷载工况 中分配并在计算时作用于有限元网格节点的质量。它们还取决于 模态分析设置。更多信息请参见章节 质量。

表格末尾给出了每个方向的质量总和。

您可以在模型中以图形方式显示网格点处的质量。为此,请使用导航器中的 质量 类别。

在 控制面板 中,您可以调整质量图形显示的放大系数。


参考
上级章节