在仪器仪表、传感器、声学器件及精密机械领域，产品的固有振动特性直接决定了其工作稳定性、测量精度和声学性能。某客户在设计一款用于频率标准的音叉式传感器时，需要精确预测其固有频率和振型，以确保在工作环境中避免有害共振，并实现精准的频率控制。基于模态分析的结构动态特性评估与优化
项目背景
精确计算音叉结构的各阶固有频率和对应振型。
区分并掌握在不同边界条件下（自由状态、安装预紧状态）模态特性的变化。
理解其产品的振动形态，为结构优化（如频率微调）提供方向。
为后续的谐响应分析或瞬态动力学分析奠定坚实基础。
我司利用 ANSYS Workbench 平台，为客户提供了全面而深入的模态分析解决方案。
应用领域
①电子设备
优化结构设计：电子设备在工作时可能会受到各种振动激励，如运输过程中的颠簸、风扇转动引起的振动等。通过模态分析可以了解设备外壳、电路板等部件的固有频率和振型，避免其与外界激励频率发生共振，提高设备的可靠性和稳定性。例如，手机、笔记本电脑等产品在设计阶段会进行模态分析，以确保在正常使用和运输过程中不会因振动而导致零部件损坏或性能下降。
散热设计：一些电子设备中的散热片通常具有较大的表面积，在设备运行时可能会因振动而产生噪声或影响散热效果。模态分析可用于优化散热片的结构，使其固有频率避开设备运行时的振动频率，减少振动带来的不利影响，保证散热性能的稳定。
②生物医学工程
研究人体组织动力学特性：模态分析可用于研究人体骨骼、肌肉、器官等组织的动力学特性。
医疗设备设计：在医疗设备的设计中，模态分析有助于优化设备结构，减少振动和噪声，提高设备的稳定性和精度。
计算方法
①建立数学模型
根据结构的几何形状、材料特性和边界条件建立有限元模型。
②求解特征值问题
通过求解特征值问题来获得结构的固有频率（特征值）和模态形状（特征向量）。
③分析模态特性
分析得到的固有频率和模态形状，以了解结构在不同频率下的动态响应。
