振动动力学

模态分析模拟器

从振动动力学中专注于模态分析，包含相关计算条件、公式和设计决策的比较模拟器集合。

17 个模拟器

相邻类别

结构分析 机械元件 声学 控制·机器人

工具列表

加速度传感器频率响应模拟器
Accelerometer Frequency Response Simulator
模态分析
加速度传感器（加速度计）本身是一个微小的弹簧-质量-阻尼系统。这个免费模拟器允许改变固有频率、阻尼比、测量频率和真实加速度，实时计算响应倍数、测量误差、可用上限频率和共振放大。
加速度传感器加速度计频率响应共振
梁的振动模态可视化
Beam Modes
模态分析
梁的振动模态可视化工具通过动画直观展示简支梁、悬臂梁、固定梁的固有频率和模态形状。通过多个模式的叠加和频率谱显示功能，深入理解结构振动分析的基础知识。
梁振动固有模态
克拉德尼图形模拟器 — 正方形板的振动模式
Chladni Figures Simulator — Vibration Modes of a Square Plate
模态分析
克拉德尼图形模拟器可视化正方形板的振动模式 φ_mn(x,y)。仅通过改变模态次数 (m,n)、合成参数 α 和节线阈值 ε，就能立即观察节线图案和相对固有频率。
克拉德尼图形振动模式节线正方形板
阻尼自由振动（阻尼固有频率）模拟器
Damped Natural Frequency Simulator
模态分析
一自由度弹簧-质量-阻尼系统的阻尼自由振动免费模拟器。改变质量、弹簧常数和阻尼系数，实时可视化无阻尼固有频率、阻尼比ζ、阻尼固有频率、对数衰减率δ和振幅衰减。
阻尼固有频率阻尼自由振动阻尼比对数衰减率
圆形膜的振动模拟器 — Bessel模式和鼓声
Drumhead Vibration Simulator — Bessel Modes of a Circular Membrane
模态分析
圆形膜的振动模拟器 — Bessel模式和鼓声中，通过改变振动和声学响应与频率特性的前提条件，比较设计余量如何变化。
圆形膜鼓Bessel函数振动模式
特征值·振动分析交互式模拟器
Eigenvalue Vibration
模态分析
在进入与振动和声学响应及频率特性相关的相邻工具之前，这个结构可帮助掌握支配性条件和指标之间的关系。
特征值固有频率振动分析模态形状
固有频率计算
Frequency Natural
模态分析
使用固有频率计算工具轻松进行悬臂梁、两端支持梁、固定梁、圆盘和矩形膜的振动分析。仅需输入边界条件和形状，立即计算多个振动模式和固有频率。通过动画可视化模态形状，强有力地支持设计和研究开发。
固有频率振动模式梁振动边界条件
频率响应函数（FRF）计算
Frequency Response
模态分析
使用频率响应函数（FRF）计算工具可视化一自由度和二自由度系统的振动分析。实时计算共振频率和阻尼比，通过波德图（幅值和相位）直观理解。是结构振动基础学习和设计验证的最优模拟器。
FRF频率响应波德图奈奎斯特
Lamb波分散模拟器 — 平板的S_0/A_0模式
Lamb Wave Dispersion Simulator — Plate S_0/A_0 Modes
模态分析
Lamb波分散模拟器实时计算通过平板传播的对称模式S_0（非分散）和反对称模式A_0（板弯曲波·分散）的相速度和波长。改变杨氏模量、密度、频率和板厚，体验结构健康监测基础的免费工具。
Lamb波板波分散S_0模式
对数衰减法测量阻尼比模拟器
Logarithmic Decrement Damping Simulator
模态分析
对数衰减法测量阻尼比模拟器中，通过改变振动和声学响应与频率特性的前提条件，比较设计余量如何变化。
对数衰减率阻尼比阻尼系数自由振动
一维有限元法·特征值分析模拟器
Modal Analysis 1D
模态分析
一维有限元法(FEM)梁和杆的特征值分析可在浏览器中执行的模拟器。自由改变单元数量、材料常数和边界条件，实时可视化固有频率和振动模式。比对功能可与解析解比较，最适合学习和验证。
特征值分析模态形状固有频率多自由度系
特征值分析模拟器
Modal Analysis
模态分析
二自由度弹簧-质量系统的参数可自由改变，实时计算固有频率、振动模式和频率响应函数(FRF)的模拟器。通过直观的模式动画，可视化理解振动模式的物理意义。推荐给CAE初学者。
特征值分析固有频率模态形状振动
参数共振模拟器
Parametric Oscillator
模态分析
使用参数共振模拟器视觉探索Mathieu方程的稳定和不稳定区域。实时计算和可视化δ-ε参数空间中的稳定性图表和振动响应。基于Floquet理论，是加深直观理解的教育和研究的最优交互式工具。
参数共振Mathieu方程
瑞利·里兹法固有频率估计计算器
Rayleigh Method
模态分析
瑞利·里兹法固有频率估计计算器。改变假定的模态形状，实时可视化瑞利商的变化。当形状接近真实模式时，特征值收敛到真实值的上界定理本质，通过图表和数值直观学习的结构振动分析工具。
瑞利法固有频率瑞利商振动
弹簧常数计算器
Spring Constant
模态分析
螺旋弹簧（压缩·拉伸）、板弹簧、扭转弹簧设计所需的弹簧常数、最大负载、固有频率的简单计算。支持从钢铁到钛合金的免费弹簧常数计算器。机械设计和产品开发支持工具，实时模拟可靠弹簧设计。
弹簧弹簧常数螺旋
弦的频率（美森尼定律）模拟器
String Vibration Frequency Simulator
模态分析
使用美森尼定律计算张紧弦的固有频率。改变长度、张力、线密度、模态次数和边界条件，实时显示波速、基本频率、模态频率、波长、周期和最近音名的免费模拟器。
弦振动美森尼定律固有频率基本频率
扭转摆模拟器
Torsion Pendulum
模态分析
输入轴的材料、尺寸和圆盘的质量、半径，实时模拟扭转摆的固有频率和角位移波形。基于极断面二次矩和扭转刚度的基本公式，直接应用于曲轴和螺旋桨轴的振动设计基础计算工具。
扭转振动固有频率惯性矩扭转刚度

使用指南

  1. 输入材料类型（铝合金A6061-T6：E=69GPa、钢SS400：E=205GPa）、截面二次矩和长度
  2. 选择边界条件（两端固定·悬臂·简支）并设置网格分割数
  3. 执行计算，实时显示固有频率（1次～n次）和对应的模态形状变形图

具体计算示例

对长度L=1500mm的钢制I型梁（I=8500cm⁴）进行两端固定条件分析时，计算出1次固有频率f₁=47.8Hz、2次f₂=131.2Hz、3次f₃=257.4Hz。将同一梁更换为铝材后，f₁=28.6Hz，由于密度差异，固有频率下降约60%。在实际泵驱动轴设计中（直径φ60mm、转速1200rpm=20Hz），通常设定1次固有频率≥25Hz以确保避免共振。

实务注意事项