自由模态的前6阶固有频率不为零的原因剖析

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自由模态分析，指的是对处于自由边界的结构进行模态分析，此时结构未受到任何位移约束。自由模态分析可能会得到固有频率为0的模态，称为刚体模态。一般情况下，特征值计算得到的前六阶模态为刚体模态。除了刚体模态，其它各阶模态称作弹性模态。但是，在工作中遇到了下面有趣现象。

图轴-盘装配体模型

基于模态计算模块，计算得到以下结果：

图模态计算结果

从结果可知，4到6阶固有频率并不为零，而是一个小值，其中第4阶模态的振型云图如图：

图 4阶模态振型云图

由振型云图可知，4阶模态的振动还是刚体模态，但是固有频率不为零，这是什么原因呢？

该篇文章，从理论出发，阐述了影响固有频率的主要因素是刚度。因此本实例的计算结果差别还是需要从刚度上找原因，那是什么刚度导致了计算误差呢？？

本计算模型为装配体模型，默认采用的绑定解除罚函数方法，而罚函数方法，引入了一个接触刚度，见ANSYS接触非线性算法详解，因此可以推测是接触刚度导致了计算误差，为了消除该误差，将接触算法调整为MPC，即

图接触设置细节面板

图基于MPC算法得到固有频率

由计算结果可知，将接触算法调整为MPC后，模态固有频率的计算结果正常了，从上述分析过程可知，理解原理并运用原理分析遇到的问题至关重要。

来源：ANSYS空间

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首次发布时间：2022-09-16