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音叉模态分析

news 来源：原创 2025/5/19 15:58:38

0 序言

1 自由状态下模态求解

1.1 添加模态项目

1.2 生成网格

1.3 设置最大模态阶数

1.4 求解

1.5 结果查看

1.6 结果分析

2 音叉能否释放频率440Hz的音调

3 预应力模态求解

3.1 静态结构分析

3.1.1 添加静态结构项目

3.1.2生成网格

3.1.3添加边界条件

3.1.4 求解

3.2 模态分析

3.2.1 添加模态项目

3.2.2 设置最大模态阶数

3.2.3 求解

4 三工况结果对比

5 error/warning

0 序言

本章主要介绍求解音叉模态的具体操作步骤，音叉末端有无载荷情况下频率的改变情况和对结果进行解释。

分析实例：音叉

问题描述：分析音叉以下三种工况

自由状态下的音叉模态；
考察音叉是否能够释放出频率440Hz的音调；
在音叉末端加载450N的压力载荷，和工况二做对比，考察两种情况下频率的改变情况并对结果进行解释。

材料：结构钢

1 自由状态下模态求解

1.1 添加模态项目

1.2 生成网格

1.3 设置最大模态阶数

1.4 求解

1.5 结果查看

结果插入总变形Total Daformation，选择想要看到的阶数Mode[1:20]

1.6 结果分析

分别是刚体的六个自由度，x，y，z的平移和z，y，z的转动。

2 音叉能否释放频率440Hz的音调

问题在于敲击音叉时需要固定一端

计算结果如下

可以看到三阶和四阶模态是有接近440Hz的频率的。

所以，理论上音叉能够释放出频率440Hz的音调。

3 预应力模态求解

3.1 静态结构分析

做预应力模态分析之前应先做一次静态结构分析

3.1.1 添加静态结构项目

和1.1操作一样

3.1.2生成网格

和1.2操作一样

3.1.3添加边界条件

约束：固定音叉一端

载荷：音叉另一端分别给上沿X轴负方向的225N载荷

3.1.4 求解

3.2 模态分析

3.2.1 添加模态项目

将模态项目modal拖拽到3.1静态结构static structural的第六个框求解solution的位置

3.2.2 设置最大模态阶数

3.2.3 求解

4 三工况结果对比

影响固有频率的两个基本因素 从公式上看，刚度和固有频率的平方成正比关系，质量和固有频率的平方成反比关系。

拉伸载荷可能使结构的约束更紧密，增加刚度。

压缩载荷可能使结构的约束松动，降低刚度。

例如：丝线变细后锋利程度增加。

5 error/warning

Solve Information 找到如下错误信息

*** ERROR *** CP = 0.828 TIME= 23:35:21 Resources file 'C:\Program Files\ANSYS Inc\v242\CommonFiles\Language\/fx0.msb' not found. CADOE_LIBDIR242 = C:\Program Files\ANSYS Inc\v242\CommonFiles\Language\

这是汉化问题，根据目录指引找到fx0.msb文件复制粘贴到Language文件中就行了

根据提示打开Large Deflection

音叉模态分析

目录 0 序言 1 自由状态下模态求解 1.1 添加模态项目 1.2 生成网格 1.3 设置最大模态阶数 1.4 求解 1.5 结果查看 1.6 结果分析 2 音叉能否释放频率440Hz的音调 3 预应力模态求解 3.1 静态结构分析 3.1.1 添加静态结构项目 3.1.2生成网格 3.1.3添加边界条件 3.1…...

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