有限元模型修正 FE Model Updating，求助？

01-15

如圖所示的一個模型，灰色板子為固定端，藍色為活動端。導入Abaqus中驗證模型的時候，通過比較計算得來的固有頻率和實驗測得的頻率，總是有10-20%的誤差，比實際的要高。想問一下這個誤差原因都有什麼？目前想到的是：1.因為實際中的螺栓比Tie連接要軟，導致求得的頻率比實際稍高。2.也許是哪個地方的質量沒有加進去。具體不知道，螺栓的質量很小。

你這裡面有螺栓，有接觸，我猜你將接觸面都Tie起來了，這個會影響實際結果，事實上，做試驗時不同的螺栓預緊力也會帶來不一樣的結果。

如果想準確模擬，可以採用先添加螺栓預緊力，在進行模態計算的方法。如果想近似計算，就先不要添加接觸，只用剛性單元連接螺栓法蘭面的washer，然後再在接觸區的兩個面之間逐漸增加剛性連接來模擬接觸，直到調試到與試驗接近。

謝邀

我猜你的計算結果是比實測結果大吧，影響頻率的無非兩個因素，質量和剛度（阻尼對頻率影響不大，對振幅影響較大），所以，你可以從這兩個方面排查先檢查一下模型質量和實際有多大差別，是否漏掉了一些有質量的輔助設備。

然後就剩下檢查連接了，我不知道你採用什麼樣的tie進行連接的，螺栓的話你可以對上下螺栓孔進行mpc，這樣與實際剛度也就相差無幾了。

支持剛度對模態的影響也很大，你對底座的全約束是否和實際情況一致？因為實際情況中完全的約束並不多，因此很多時候，我們建模都在支撐點處添加彈簧調整支持剛度。

希望對你有用

那個螺栓之間為什麼不考慮接觸，實際情況中螺栓之間是接觸，你這考慮綁定的話就相當於把接觸的部位考慮成一個整體了，而實際的螺栓與螺母之間隨著振動是有一定程度的位移的，並不是固定不動的，你可以考慮先設定成剛性接觸，如果不行的話在考慮有摩擦的接觸，至於摩擦因子你查下你這種材料之間接觸的摩擦因子是多少，螺栓與螺母之間按道理應該是需要設置剪切接觸的，目前就想到這麼多。

實驗不準確。這樣的試驗設計可能會使得測量數據具有比較大的離散度。比如螺栓的預應力和構件的緊張程度，特別是插進去的那幾組鋼片的間隙，任何微小改變都會對結果有影響。

建議把連接處螺栓盡量擰緊，間隙用金屬片墊上填實。

試驗的固有頻率低10%，說明剛度低了20%。這是因為間隙，螺栓預應力不夠緊，結構件表面不平。相信質量一般不會錯。可以用天平測一下。

工程上來講，有偏差是正常的。所以模擬需要實驗的修正。至於偏差的原因很多，你選用的單元類型，階次，你的材料參數來源(最好自己實驗獲得其參數)，再加上真實材料不可能完美連續以及各項同性，還有你的模型與實驗模型本質上的差異。

技術鄰上專門有一篇文章解釋這個http://www.jishulink.com/content/post/263479

同意樓上xiaochen hang的答案。

一般情況下，根據初始有限元模型計算出的相關結果（模態頻率，模態振形或動態響應）與實際情況是不符合的，有時候差距還非常大。正是由於存在這種情況，才導致了模型修正（甚至模型確認）的必要性。但是，在進行模型修正之前，還需要做兩方面的準備工作。

（1）根據試驗儀器通過測試得到數字信號，並對數字信號進行處理後得到相應的結果。那麼，這個結果能否代表模型的實際動態特性呢？這需要我們去檢查試驗儀器（是否校準？靈敏度是否設置正確？採樣頻率是否正確？等）、檢查所測信號本身（是否常規且典型？有無摻雜異常成份？等）、檢查數字信號處理的方法（濾波、降噪是否充分？模態辨識方法是否合理？等），如果這些過程都能通過檢查，那麼可以確定信號的分析結果能夠反映模型的實際情況。

（2）有限元模型本身是否存在缺陷和不足？這個問題，上面幾層樓的答主也都提到了。根據有限元計算結果與實際結果的差異（比後者大還是小），可以幫助我們去檢查有限元模型中是否缺少了某些關鍵結構、是否多出了一些局部剛化部分等，這些問題是有限元建模過程中就不應該出現的，因此稱為缺陷。此外，判斷有限元模型是否合理的一個關鍵因素還在於有限元模型是否採取合適的方式去模擬實際模型中的阻尼和非線性。結構中的阻尼和非線性突出代表了結構中的不確定性，因此在建模之前，需要研究具體結構中阻尼的耗能機理，在此基礎上設計或選取合適的阻尼模型，對於非線性部分也是同樣的，需要研究其作用機理，所採用的數學模型也必須能夠反映出相應的非線性規律。

在以上兩個條件都滿足的前提下，就可以進行模型修正了。

（涉及個人專業，多說了幾句，請各位指正。）

檢查質量，材料沒問題，那麼基本就集中到兩點：螺栓連接處理，約束。螺栓連接件可以不考慮阻尼。

螺栓連接：模態不能用tie，太剛，這個是主要原因。一般用耦合，俗稱蜘蛛網，rbe2或者叫couple_kin，再細一點，可以加beam單元

約束：強度計算中，約束一個面的方式對於模態來說，太剛了。試著只約束螺栓孔周圍

有限元模型的模態特性與實驗的結果不匹配，這個問題普遍且合理，尤其是複雜的、大型的結構，這也就是model updating的意義所在

存在誤差的原因——你無法得到實際模型確切的參數，無法模擬真實邊界條件，無法準確模擬接觸、連接等等，甚至一些孔洞、內部的損傷等等都會對最終結果產生影響

解決的辦法，就是updating

我猜測是兩個問題

1、邊界條件，設備的基礎不是完全剛性的，需要考慮它的變形，也就是你的灰色的底板連接的物體是不是剛度足夠？特別是如果設備是放在建築物內部的，建築結構局部的梁板剛度可能沒有達到剛接的程度。

2、螺栓連接的模擬，螺栓連接有點特殊，我也不知道你的受力狀態如何，我就按照我的觀察和平時遇到的實際來猜測，你的桿件中間位置的螺栓抗剪為主，灰色底板連接的螺栓軸力和彎矩為主。對於主要受軸力和彎矩的連接，比如你的加上預應力之後，只要沒能把兩邊連接板拉開軸向剛度和桿件本身相差不大，但是抗彎剛度沒有桿件本身大，對於受剪為主的螺栓，螺栓受的剪力可能是桿件的軸力，這也導致同樣的受力狀態但是變形不同，也就是剛度在這裡出現了削弱。

簡而言之，螺栓連接在不同方向剛度不同，不如把這個位置用幾個彈簧來連接，剛度可以調整調整。

瀉藥。。。。。

實際上我是土木狗不是機械狗，所以也只有猜了。

不知道題主建模的時候阻尼是怎麼考慮的，雖然一般認為阻尼比較小（比如5%左右）的時候不會明顯影響頻率，但這個模型的阻尼是多少呢？

灰色的那塊是不是真的就非常的剛，可以作為支座處理？還是應該建成彈簧？

當然還可以比較無腦的hp優化，減小微元尺寸，採用更高次的微元之類，不過模型有誤的話這個是沒有用的。

非專業，請輕噴。

別的可能性上面已經說得很全了下面我說個個人經歷：是不是忘記修正來自實驗室通風扇啊或者隔壁實驗時候的噪音？

我上次實驗忘記消噪音也差不多誤差在8%左右。