這個單元要來探討的主題是:如何解讀平面鑼的「振動模態」(vibration modes)?
首先,參閱圖1中間上方的平面鑼結構,是一個採用機器製作的平面鑼,是個圓形平板的鑼,在圓週上有凸緣環的構造。
本單元會以「有限元素分析」(finite element analysis, FEA)方法,可建構如圖1右側圖示的平面鑼「有限元素模型」,觀察此機器製作的平面鑼,是一個薄殼結構(thin wall structure),從背後看,可以看出凸緣環的構造形態。
建構了平面鑼「有限元素模型」,並據以進行「模態分析」(modal analysis),即可求得平面鑼的理論「模態參數」(modal parameters),包括:(1) 𝒇𝒓「自然頻率」(natural frequencies),(2) 𝝓𝒓「模態振型」(mode shapes)。可以知道結構的「振動模態」之頻率範圍,以及對應的「模態振型」之物理意義。
針對平面鑼的「振動模態」,每一個「振動模態」都有3個「模態參數」,就是「自然頻率」,及其對應的「模態振型」及「模態阻尼比」(modal...