活动 2：对分析求解并查看结果

在本活动中，您将运行分析并查看音叉的网格、固有频率和振型，以检查模型的自然频率。在查看此“分析 1 - 模态频率”结果时，您将完成以下任务：

检查网格以确保有足够的单元通过音叉的最薄部分
对 12 种振动模式进行动画演示并查看，以确定要使用哪一种模式来检查音叉的固有频率
确定选定模式的固有频率，看一看它与 A4 音符的 440 Hz 公称频率的比较情况
确定是否需要延长或缩短音叉。

音叉模型（左侧）和模式 1 的音叉总模态位移结果（右侧）。

前提条件

活动 1 已完成。

步骤

对分析求解。
1. 单击 （“仿真”工作空间 >“设置”选项卡 >“求解”面板 >“求解”）以打开“求解”对话框。
  
  注意：即使模型不受约束，预检查图标也会显示绿色对勾，这表示没有警告，并且模型已准备好进行求解。原因是模态频率仿真模型不需要约束；求解器能够输出刚体振动作为有效的固有频率模式。
2. 单击“求解”以运行分析，然后关闭对话框。
3. 当分析完成后，单击“关闭”以关闭“作业状态”对话框。
  系统会自动打开“结果”选项卡，以便您可以查看结果。
显示网格并对其进行检查，以确保至少有四个单元通过音叉的最薄部分。
1. 单击 （“仿真”工作空间 >“结果”选项卡 >“完成结果”面板 >“完成结果”）以切换到“设置”选项卡。网格线在浅灰色背景下比在深蓝色的等值线图上更容易查看。
2. 在浏览器中，单击 “网格”旁边的，以使网格可见。
  
  注意：指定的网格大小导致有四个元素通过音叉的最薄部分。这是有助于准确捕获叉齿挠曲的合适元素大小。
3. 在浏览器中，单击 “网格”旁边的，以隐藏网格。
4. 单击 （“仿真”工作空间 >“设置”选项卡 >“结果”面板 >“仿真结果”）以返回到“结果”选项卡。
使用“最快”速度和“双向”选项对振动模式 1 的总模态位移结果进行动画演示，以展示完整振动周期。
1. 从图例旁边的“模式”下拉列表中，确认已选择“模式 1”。
2. 单击 （“仿真”工作空间 >“结果”选项卡 >“结果工具”面板 >“动画演示”）以打开“动画演示”对话框。
3. 激活“双向”选项以创建重复正弦动画。
4. 在“速度”下拉列表中，选择“最快”。
5. 单击 “播放”。
  
  请注意，音叉不会变形；它将仅在 X 方向上平动。刚体模式的固有频率为 0 Hz（或接近 0 Hz）。
当动画仍然在运行时，从图例旁边的“模式”下拉列表中选择下一种振动模式。观察此模式的形状。重复操作，直到看到全部十二种振动模式。

对于每一种模式，观察控制柄的运动。涉及控制柄的显著轴向、径向或扭转运动的任何模式均无法维持下来。当一个人握住音叉时，这些模式将迅速消失。

模式 12 结果应类似于下图：

请注意，模式 12 的最大位移大小位于控制柄的底部并且出现在 +/- X 方向上。如果有人握住音叉，则此振动模式当然是几乎立即消失。
确定音叉的最佳振动模式，切换到该模式，并确定其固有频率。查找呈现音叉控制柄最少运动的模式。
1. 使用图例旁边的“模式”下拉列表重新访问所有振动模式，并确定在控制柄底部呈现最少运动的模式。
  
  只有模式 7 和模式 11 呈现最小的控制柄运动。当有人握住音叉时，这两种模式是十二种计算模式中可维持下来的唯一两种模式。这两种模式需要在控制柄处有少量的轴向运动（Y 平动）。
  模式 11 的相对轴向运动比模式 7 大，因此振动模式 11 将比模式 7（基谐振动模式）更快消亡。
2. 从图例旁边的“模式”下拉列表中，选择“模式 7”。
  
  您的模型应如下图所示：
3. 在“动画演示”对话框中，单击“确定”以停止动画并关闭对话框。
4. 在图例旁边的“模式”下拉列表中，记下模式 7 旁边的频率。
  
  模式 7 的固有频率为 471 Hz，这比 A4 音符 440 Hz 的公称频率约高出 7%。请记住，目标是生成 418 HZ 的音高，这比 A4 音符低 5%。必须延长音叉叉齿以降低此模式的固有频率。

活动 2 概要

在本活动中，您运行了分析并查看了结果。为了检查音叉的固有频率，您完成了以下任务：

检查了网格以确保有足够的单元穿过最薄部分
对 12 种振动模式的视图进行了动画演示，以确定要使用哪一种模式来检查音叉的固有频率
确定了选定模式的固有频率
确定了要延长的音叉。