Question

我想请问频响分析中所谓的“模态”到底是怎样的一种状态？有没有通俗的解释方法？

Answer 1

Patran是世界上使用最广泛的有限元分析（FEA）预/后处理软件，能够提供实体建模，网格划分，以及为MSC Nastran， Marc, Abaqus, LS-DYNA, ANSYS,和Pam-Crash提供分析设置。
负责创建和分析仿真原型的设计师，工程师和CAE分析师面临着大量的乏味的和耗费时间的任务。其中包括CAD几何转换，几何清理，手动网格划分过程，装配连接定义，以及为准备工作编辑输入文件，从而进行分析。预处理仍然被认为是CAE技术最耗费时间的方面，最多能耗费用户时间的60％。把结果组合成同事和管理人员可以共享的报告，仍然是一个劳动力非常密集，而且乏味的工作。
Patran提供了丰富的工具，能够简化线性，非线性，显式动态方法，热求解器，以及其他有限元求解器的分析。Patran提供的几何清理工具能够使工程师可以轻松处理CAD中的缝隙和裂片，实体建模工具能够从头创建模型，从而Patran使得任何人都可以创建有限元模型。使用全自动网格划分系统可以很容易在平面和立体上创建网格划分（包括十六网格网格划分），手工方法能够提供更多的控制权，或者两者的组合。最后，最流行的有限元求解器的荷载，边界条件和分析设置是内置的，能够最大限度地减少输入文件的编辑。Patran的综合性和行业测试功能可以确保您的仿真原型创造可以快速提供结果，以便使您可以根据需求进行产品性能评估和优化您的设计。

MSC Nastran的是世界上使用最广泛的有限元分析（FEA）求解器。当涉及到模拟压力，动力，还是现实世界的震动以及复杂的系统时，MSC Nastran仍然是目前世界上最好的和最值得信赖的软件。今天，有限元求解器是可靠和准确的，足以通过FAA和其他监管机构的认证，所以零件到复杂装配的制造商都选择了有限元求解器。

负责仿真原型制造的工程师和分析师面临着巨大的挑战，他们需要尽可能快的产生结果，从而能够影响决策制定，并且结果要足够准确，从而能够让他们的公司和管理者有信心用仿真取代物理样机。在当今世界，没有人有时间或预算花费在评价其有限元分析软件的准确性上，所以必须知道它是正确的。
MSC Nastran是建立在由美国国家航空和航天管理局的科学家和研究人员所做的工作基础上的，是值得信赖的设计，并且用在每个行业的关键任务系统。几乎每一个航天器，飞机，以及在过去40年来设计的车辆都通过使用MSC Nastran进行了分析。近年来，我们已经将了CAE最优秀的科学家投入到MSC Nastran中，以扩大其力量和效率，从而确保了它能够在目前持续维持世界最好的，最值得信赖的，最广泛使用的有限元软件的地位。新的模块化打包让您只得到您需要的部分，这使得您比以往拥有Nastran所花费的费用要少。

通常结构的频率响应是一次求解就可以计算出来。对于模态法的频率响应问题，还可以分成两步来求解，即第一步先结算结构的固有频率，第二步在已计算的固有频率基础上再进行频率响应的计算。对于某些场合这样的计算方法是有用处的。比如结构受多个载荷分别激励，需要计算不同载荷下结构的频率响应。这种情况下就可以使用上述方法来提高计算效率（省去了模态计算的时间）。下面介绍如何使用Patran和Nastran 来实现模态 – 频率响应的分步分析。

1. 按正常模态分析的步骤建立结构模态分析的模型，定义材料和单元属性以及边界条件等。
2. 进行求解设置，在设定solution type时选择Normal Modes，并选中Interactive Modal Analysis选项，如下图。

3. 其它的设置和正常的模态分析一样。在Subcase Select中选择所有要分析的工况，Apply后生成bdf文件，并求解，或直接在Patran中递交求解。手动启动Nastran进行求解时注意不能设置参数 SCR=YES，包括在Nastran的配置文件中。
4．模态求解完成后，接下来就可以使用模态的求解结果进行频率响应的分析。选择Analysis菜单，设置Object为：interactive

5. 选者 DBALL文件，如下图：

6．接下来创建载荷，点击Create Loading，如下图。对载荷进行逐项设置

7．再定义结果输出。点击Output Request，在其中定义激励频率和节点以及单元的输出。

8．定义完成后按Apply求解（Full Run形式），或者生成bdf文件，手动递交分析。
9．计算完成后，点击View Result菜单，可读入结果，进行后处理，如下图。在此菜单下的后处理只能画出各种曲线。

10．如需观看云图，可使用读入xdb文件的方法。菜单：
Analysis -> Access results -> Attach XDB