结构振动的时候是按具体的某个振型振动还是所有振型的叠加
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发布时间：2022-05-19 04:06
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时间：2024-03-04 05:10
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振型，或者振动模态，mode shape，mode of vibration。是指体系的一种固有的特性。它与固有频率相对应，即为对应固有频率体系自身振动的形态。每一阶固有频率都对应一种振型。实际结构的振动形态并不是一个规则的形状，而是各阶振型相叠加的结果。工程中常见的前三种振型：第一振型来的时候,在相同的时间里,房子晃的次数少，但幅度大；第二振型来的时候,在相同的时间里,房子晃的较快，幅度略小。 第三振型来的时候,比第二振型又表现的晃动快一些。自第一振型到第三振型,其地震周期由大到小。(1、结构自振频率数＝结构自由度数量；2. 每一个结构自振频率对应一个结构振型；3. 第一自振频率叫基频，对应第一振型；4. 结构每一振型表示结构各质点的一种运动特性：各质点之间的位移和速度保持固定比值；5. 要使结构按某一振型振动，条件是：各质点之间的初位移和初速度的比值应具有该振型的比值关系；6. 根据多质点体系自由振动运动微分方程的通解，在一般初始条件下，结构的振动是由各主振型的简谐振动叠加而成的复合振动；7. 因为振型越高，阻尼作用造成的衰减越快，所以高振型只在振动初始才比较明显，以后则逐渐衰减，因此，建筑抗振设计中仅考虑较低的几个振型；)手里拿一根细长竹竿，慢悠悠来回摆动，竹竿形状呈现为第一振型；如果你稍加大摆动频率，竹竿形状将呈现第二振型；如果你再加大摆动频率，竹竿形状将呈现第三、第四…振型；从而形象地可知：第一振型很容易出现，高频率振型你要很费力（即输入更多能量）才能使其出现；能量输入供应次序优先给底频率振型；从而你也就可以理解为什么结构抗震分析只取前几个振型就能满足要求。
振型参与系数，每个质点质量与其在某一振型中相应坐标乘积之和与该振型的主质量（或者说该模态质量）之比，即为该振型的振型参与系数。一阶振型自振频率最小(周期最长),二阶,三阶....振型的自振频率逐渐增大. 地震力大小和地面加速度大小成正比,周期越长加速度越小,地震力也越小。 自振振型曲线是在结构某一阶特征周期下算得的各个质点相对位移(模态向量)的图形示意.在形状上如实反映实际结构在该周期下的振动形态.振型零点是指在该振型下结构的位移反应为0。 振型越高，周期越短，地震力越大，但由于我们地震反应是各振型的迭代，高振型的振型参与系数小。 特别是对规则的建筑物，由于高振型的参与系数小，一般忽略高振型的影响。
振型和模态的关系：振型和模态只是一个代号，每一阶振型和模态组合，实际上是解函数的一项，全部叠加之后的级数就是所要求的解，也可以说是响应.为什么叠加之后就是响应呢，因为解是周期解。为什么周期解可以叠加，因为级数是傅立叶级数。一定可以叠加么，答案是肯定的，所有逐段光滑(导函数连续)的周期函数都可以。
我们常用ansys,模态分析的建模过程与其他分析的建模过程相类似，但在模态分析建模应注意以下两个问题：
1) 模态分析属于线性分析，即在模态分析过程中只有线性行为是有效的，如果在分析中指定了非线性单元，程序在计算过程中将忽略非线性行为，并将该单元作为非线性单元处理。例如，如果分析中包含接触单元，则刚度矩阵在分析过程中处于初始状态并保持不变。
2) 在模态分析中，材料的性质可以是线性的、非线性的、恒定的或与温度相关的。在分析中必须指定弹性模量EX和密度DENS，但非线性将忽略。
