[CAE工程师爽文-4]：凭“识别一阶模态”的本事，我从默默无闻变成部门骨干

毕业后我在某主机厂的仿真分析部待了快一年，始终是个小透明——做着基础的数据整理，偶尔帮同事打打下手，做的都是基础的分析，提交的报告也很少被重点关注。直到那次部门接手某款新能源汽车车架的振动问题排查，大家才第一次注意到我。

当时测试部门反馈车架在特定转速下会出现明显振动，团队围着测试数据和仿真模型讨论了大半天，却始终没找到关键症结。资深的刘工盯着频谱图皱着眉：“频谱峰值太多，到底哪个才是一阶模态对应的？找不准这个，后续优化根本无从下手。”周围同事要么低头翻资料，要么小声议论，没人敢接话。

我看着屏幕上的数据，犹豫了几秒还是开口了：“要不试试结合锤击试验和模态分析软件？先通过锤击获取车架的频响函数，再从频响函数的共振峰里找一阶模态——一阶模态的共振峰通常是低频段最显著的那个，而且对应的振型会是整体弯曲或扭转，不会有局部小振型。”

办公室瞬间安静下来，所有人的目光都集中到我身上。刘工愣了一下，随即示意我上前操作：“你说说具体怎么弄？要是真能找准，这活儿就交给你牵头。”我走到电脑前，一边操作一边解释：“先用加速度传感器贴在车架关键测点，锤击激励后采集数据，导入模态分析软件后，先排除噪声干扰导致的虚假峰值，再看各共振峰对应的振型动画——一阶模态的振型会让整个车架像一根梁一样上下弯或者左右扭，不像高阶模态会有局部凸起或凹陷。”

半小时后，我指着软件里清晰的振型动画：“您看，这个22Hz的共振峰对应的振型是整体弯曲，就是车架的一阶弯曲模态，客户反馈的振动问题，很可能就是因为动力总成激励频率和这个一阶模态频率接近，产生了共振。”

刘工凑过来仔细看了半天，又对比了之前的测试数据，突然拍了下桌子：“对！就是它！之前我们总盯着高频段的峰值，反倒忽略了低频段这个最关键的一阶模态！”

我又说道：“我们通过实验能得到一个结果，但是过程比较漫长，我们如果有仿真结果，我们可以直接基于结果文件识别出模型的一阶模态”，刘工瞪大了眼睛说：“什么软件还有这个功能”。我说道：“HyperView就提供了对应的功能，HyperView二次开发_自动识别模态系列-GUI操作，正如这篇文章中所讲的，我们可以通过NVH Utilities模块的global modes功能识别每一阶模态的参与因子”

从那以后，部门里再遇到模态识别相关的活儿，都通过HyperView快速的识别出来了。有次新来的实习生拿着电驱壳体的模态分析数据请教：“哥，我感觉不能过于依赖工具，我想知道人工怎么区分一阶模态和其他阶次啊？总把高阶模态当成一阶的。”我拿过数据，耐心跟他说：“记住两个关键点，一是看频率，一阶模态是结构所有模态里频率最低的；二是看振型，一阶模态是结构整体变形，没有局部复杂振型。你可以先在软件里筛选出低频段数据，再通过振型动画判断，要是看到壳体只是整体轻微晃动，没有某个边角单独振动，那大概率就是一阶模态了”。实习生跟着我的方法试了几次，很快就掌握了技巧。

后面实习生学到了传递函数分析，又来找我说道：“哥，我发现一个识别一阶模态的另一种方法，我可以在下车身的四个角点加一个激励，提交计算，然后通过hypergraph读取pch文件的加速度曲线，看曲线的峰值，如果曲线的峰值都在某一频率下达到峰值，那就有可能是一阶扭转或者弯曲模态了”。我听后说道：“你小子还脑子还灵光嘛，还知道通过曲线来判断。你这这个想法不错，我还有个更简洁的方法，你想不想听”。随后大家都围过来了，咦还有什么方法吗，我说：“你的想法，altair很早就考虑到了，同样在HyperView的NVH Utilities工具下，有一个Modal FRF功能模块，这个模块就是拿来做你刚才描述的事情，即生成分析频率下的曲线，并且是直接基于结果进行处理，不必再计算一遍模型，你就可以根据曲线峰值识别一阶模态频率了，只用指定阻尼，设置激励点，响应点，使用起来非常简单”。大家听完后，纷纷到自己电脑上去试一试，过了几分钟，不约而同的向起了，“哇”的声音，这个功能真是太方便了。

现在的我，不再是那个默默无闻的小透明，而是部门里公认的“NVH专家”。有同事问我怎么练出这本事的，我总会笑着说：“都是跟着公众 号TodayCAEer学的，上面有很多NVH分析实操教程，我按这个路径一步步练的：