如果您正在阅读本文，则表明您可能对 RFEM 6 中的动力分析感兴趣。 如果您熟悉该软件，那么您可能会知道，根据不同的分析目的，您可以选择不同的模块。 在任何情况下，都不能缺少“模态分析”模块，因为它负责杆件、面和实体模型的固有振动分析，是所有其他动力学模块的必备组件。
使用该模块可以计算和分析固有振动参数，例如固有频率、振型、振型质量和有效振型质量系数。 所有需要的输入值都是直接从主程序 RFEM/RSTAB 中导入的。 计算结果可用于振动分析和动力分析（例如反应谱加载）。
本文的重点是讨论上述情况之一。然后计算振型。 它将向您展示如何调整模态分析的设置，以及如何在确定振型数目的方法之间进行选择。 这里使用图 1 中的模型进行计算。
模态分析设置
模态分析的数据输入是在荷载工况和组合窗口中，如图 2所示。 请注意，只有在事先在“基本数据”中激活了“模态分析”模块后， 第一步是选择模态分析作为分析类型创建荷载工况，并直接从所需的荷载工况或荷载组合中导入质量。 然后在模态分析设置 窗口中对模态分析进行进一步定义。 用户可以在该对话框中定义质量矩阵和特征值法的参数。 本文将向您展示三种确定振型数量方法的区别。
选项 1：用户自定义待确定的振型数目
第一种选择是手动指定要计算的振型数量（图3）。 可用振型的数量取决于自由度（即自由质量点的数量乘以质量作用的方向的数量）。 程序最多可以定义 9999 个振型。 在本例中，要计算的最小振型的编号手动设置为 12。 这样就可以计算 12 个振型的参数，结果如图 4 所示。 结果导航器可用于在各个振型中进行导航。
选项 2：自动计算振型数目以达到有效振型质量系数
程序现在可以自动确定需要计算多少个特征值才能使振型有效质量系数达到某个值。 该值可以在设置中自定义，如图5。 在本例中，该值设置为 90%。 请注意，该选项只能与“特征多项式的根”结合使用来求解特征值问题。
这样，程序会计算所有特征值，直到两个水平方向（即 X 和 Y）上的有效振型质量的百分比大于 90%（质量系数) 在本示例中，您可以在图 6 的“结果”表中看到，需要 10 种振型来满足这个要求。 检查振型有效质量系数会发现，fmeX和 fmeY之和大于 90%。
选项 3: 自动计算达到最大固有频率时的振型数目
第三个确定要考虑的振型数量的选项是“自动，达到最大自振频率”（图 7）。 Compared to the previous option, where you were asked to enter a value for the effective modal mass factor, you can now enter a value for the maximum natural frequency to be reached. 与第二种方法类似，软件将根据需要确定任意数量的振型，直到达到指定的自振频率（图 8）。
结束语
在模态分析中确定振型数量的方法有三种。 第一种是手动指定要计算的振型的数量。 请注意，您应该小心确定这个数目。 首先是分析模型的最小振型，并使用有效振型质量系数估算每个振型的重要性。 与该选项不同的是，选择第二个和第三个选项时，程序可以根据需要达到的参数值，自动确定需要考虑的振型数目。 一种选项是指定一个振型有效质量系数，另一种是指定一个要达到的最大自振频率的值。 程序会计算所有的特征值，直到达到模态有效质量系数或最大自振频率的指定值。
