第2章 模态分析

模态分析（modal analysis）是动力学分析的基础，简而言之就是求模型的固有特性，包括频率、振型等。以一个悬臂梁为例，如果在末端加载一个垂直力载荷，那么悬臂梁仅弯曲一定数值；如果换为一个振动力载荷，那么力的大小不变，仅改变其频率。这时悬臂梁就会出现振幅随频率变化而变化的现象，而且振动的形式也不局限于简单的静态弯曲形式。出现这个结果的原因就是载荷频率与悬臂梁固有频率一致，导致共振。共振现象非常常见，例如在19世纪初，一队法国士兵正步走通过一座大桥，行至桥中央，大桥突然发生剧烈振动并且最终坍塌；洗衣机在脱水结束前，有突突的响声并猛烈晃动；公交汽车在怠速驻车过程中车窗玻璃常强烈振动。模态分析的基本功能就是对模型系统进行动力学分析，了解其固有频率和振动形式。