作者 | 藍楓 仿真秀專欄作者
導讀：模態貢獻量分析是基於結構模態的頻響分析，一般被用來分析診斷低頻振動問題，如方向盤抖動、地板抖動以及整車振動等的低頻NVH問題，也可以診斷中頻問題，如NTF優化問題，但NTF優化一般用GPA方法比較有優勢。
通過模態貢獻量分析可以找出問題峰值是哪一階模態貢獻最大，是正貢獻還是負貢獻。對正貢獻量大的模態進行抑制，對關注的峰值頻率進行優化。
一、面板貢獻量的基本原理
模態貢獻量分析是基於模態的頻響分析，以下是模態貢獻量的基本原理：
注：由於響應是複數，具有大小和相位角，所以模態貢獻量也是複數，具有大小和相位角。
二、模態貢獻量的分析步驟
模態貢獻量分析定義相對於面板貢獻量較簡單，只需要定義貢獻量輸出即可。在模態貢獻量輸出中，可以定義結構模態輸出，也可定義流體模態輸出；結構模態輸出一般用來診斷諸如方向盤抖動問題，可以很方便診斷出問題模態，而流體模態輸出一般用來診斷噪聲問題。
圖1 建立輸出節點（可定義流體或結構輸出點）
圖2 建立模態貢獻量輸出
三、模態貢獻量的後處理界面
通過HyperView進入NVH後處理模態貢獻量分析工具，通過以下操作我們可以進入NVH 後處理界面。
圖3 NVHD後處理工具調用
四、模態貢獻量的後處理
通過Hyperview的後處理操作，將計算結果加載並進行以下操作即可。其中可進行結構和流體模態貢獻量分析，如下圖。
圖4 結構模態貢獻量輸出
圖5 結構模態貢獻量結果
注：從結構模態貢獻量結果中可以看出，對37Hz峰值貢獻最大的是第10個模態。
圖6 流體模態貢獻量輸出
圖7 流體模態貢獻量結果
注：從流體模態貢獻量結果中可以看出，對37Hz峰值貢獻最大的是第1個模態。
圖8
Complex component=Projected，即由於貢獻量是複數，所以考慮貢獻時，不能僅僅考慮其大小數值，還要考慮相位角，選擇Project會按照不同模態貢獻量投影到總響應上的分量進行排序。
圖8-1
其中In phase 指正貢獻量，即增大該模態貢獻量，響應會增加，Out of phase 指負貢獻量，即增大該模態貢獻量，響應會降低。
Complex component=Magnitude，可以看到結果是按照幅值進行排序的。
圖8-2
五、模態貢獻量的響應研究
通過Hyperview中的Study研究，如將流體第一個模態，即剛體模態去除100%，37Hz左右峰值明顯降低，即再現了之前流體模態貢獻量的診斷結果。
圖9 流體模態貢獻量響應研究
模態貢獻量和模態的關聯，可以進行以下操作，通過實時查看是哪個模態的貢獻，首先需要計算模態結果。
圖10 模態貢獻量模態關聯
圖11 模態貢獻量模態加載
模態貢獻量分析在低頻問題診斷優化中應用非常廣泛，且非常有效。通過模態貢獻量分析可快速準確定位到引起問題的模態位置，進而進行優化改進。
仿真“在家學”第10期《動力學的模態、質量與頻率》
整車零部件結構模態剛強度振動疲勞聯合仿真教程
學習自由模態試驗的有限元仿真計算方法
學會模態計算，你就掌握了結構振動衝擊計算的核心
電機電磁人的學習筆記：振動與模態
作者：藍楓老師，仿真秀專欄作者，CAE之家公眾號主編，主要從事機械及汽車結構的強度、NVH仿真工作，在汽車行業工作多年，具有較豐富的NVH仿真經驗和解決實際工程的經驗。
立即體驗南華大學副教授周炬老師主講的《模態分析之振型》
閱讀更多 仿真秀APP 的文章
