接触非线性与几何非线性：对模态分析的影响

本文的普通模态分析是指，不考虑结构因为装配和承载产生的内应力对振动模态的影响。

预应力模态分析，即静力学分析+模态分析，如下图所示：

     

在静力学分析中，可以考虑接触非线性和几何非线性，此时一般称为非线性慑动模态分析。需要强调，模态分析始终是线性的，非线性只属于静力学。

本文研究：

1）接触非线性对振动模态的影响；

2）接触+几何非线性对振动模态的影响；

装配体如下所示，两块板通过八个螺栓连接。

     

不考虑两板之间的接触关系，通过梁连接只考虑八个螺栓连接关系。

     

模态分析结果如下所示：

     

     

     

一）接触非线性

建立摩擦接触对，施加螺栓预紧力：

     

     

模态分析设置细节，推荐如下：

     

模态分析结果如下所示：

     

二）接触非线性+几何非线性

静力学分析环节，打开大挠曲：

     

模态分析结果如下所示：

     

在本例中，考虑接触非线性，对振动模态有影响。是否考虑几何非线性，对振动模态影响很小。该结论仅限于本例。

     

熟悉Abaqus的读者知道，用Abaqus做预应力模态分析必须打开几何非线性，这是和ANSYS的重要不同。