模態(tài)分析

模態(tài)分析軟件的作用就是通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理與分析，獲取結(jié)構(gòu)的模態(tài)參數(shù)，即固有頻率、阻尼比以及模態(tài)振型。

LabGenius模態(tài)分析軟件提供了兩種模態(tài)參數(shù)辨識(shí)算法，分別是OP正交多項(xiàng)式法與Poly-max最小二乘復(fù)頻域法；具有強(qiáng)大的三維建模功能，支持三維數(shù)據(jù)導(dǎo)入，提供拉伸、旋轉(zhuǎn)等高級(jí)建模工具，如下圖。

主要應(yīng)用：

  • 實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析可獲取比較精確的固有頻率、阻尼比以及模態(tài)振型，這些模態(tài)參數(shù)可用于有限元模型的修正，以及結(jié)構(gòu)的故障診斷。
  • 由特殊方法與其它已知模型進(jìn)行子結(jié)構(gòu)綜合，從而獲得整體結(jié)構(gòu)的振動(dòng)模型，可進(jìn)行諸如子結(jié)構(gòu)修正、靈敏度分析等計(jì)算。
  • 通常，理論模型很難構(gòu)建出結(jié)構(gòu)的阻尼特性，模態(tài)分析可得到比較精確的阻尼模型，有助于提高響應(yīng)計(jì)算和載荷識(shí)別的精度。

特色：

  • 快捷的幾何建模功能，提供多種幾何元素繪制功能，提供多種幾何元素捕捉功能，可導(dǎo)入多種流行格式的3D幾何模型；
  • 導(dǎo)航式模態(tài)參數(shù)辨識(shí)，提升了軟件操作的友好性；
  • 提供清晰的穩(wěn)定圖Stability Diagram；
  • 模態(tài)自動(dòng)/手動(dòng)分段辨識(shí)，提供非線性分段迭代與臨近段模態(tài)影響消除等；
  • 提供時(shí)域、頻域以及模態(tài)振型動(dòng)畫仿真功能，幾何元素分組功能，組內(nèi)非測(cè)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)仿真僅受組內(nèi)測(cè)點(diǎn)影響；
  • 模態(tài)置信準(zhǔn)則增加了振型動(dòng)畫仿真比對(duì)功能，可有效辨別出相似振型；
  • 振型動(dòng)畫仿真的OLE導(dǎo)出功能，可在Office或WPS中演示仿真動(dòng)畫，提升報(bào)告的演示效果；

三維幾何建模

1) 支持外部三維造型軟件的通用格式文件導(dǎo)入；

2) 提供基本的幾何元素創(chuàng)建；

3) 提供拉伸、移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)以及縮放等高級(jí)建模工具。

在幾何模型導(dǎo)入功能基礎(chǔ)上，建模還提供了模型裝配與分組功能。以下圖為例，為了描述出白車身的各階模態(tài)，我們會(huì)在車身布置近百個(gè)測(cè)點(diǎn)。考慮到測(cè)點(diǎn)數(shù)量仍不及模型點(diǎn)數(shù)的百分之一，其它非測(cè)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)就只能由擬合算法給出，也就是說(shuō)，非測(cè)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)由其臨近測(cè)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)組合而成。為此，在分組功能下，可實(shí)現(xiàn)組內(nèi)非測(cè)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)仿真僅受組內(nèi)測(cè)點(diǎn)影響。

實(shí)測(cè)頻響函數(shù)導(dǎo)入

1) 提供多種實(shí)測(cè)函數(shù)導(dǎo)入，如頻響、互譜、傅里葉頻譜以及脈沖沖擊響應(yīng)函數(shù)等；

2) 提供測(cè)點(diǎn)自由度編輯；

3) 提供偏置與增益功能；

4) 提供曲線獨(dú)立或者重疊顯示。

穩(wěn)定圖

1) 提供多種階次估計(jì)方法，如，模態(tài)峰值函數(shù)，復(fù)模態(tài)指數(shù)函數(shù)，階次誤差圖等；

2) 清晰的穩(wěn)態(tài)圖；

3) 提供手動(dòng)/自動(dòng)模態(tài)分段功能；

4) 提供手動(dòng)/自動(dòng)拾取與刪除模態(tài)。

模態(tài)參數(shù)辨識(shí)

1) 提供OP法與Polymax法；

2) 提供非線性加權(quán)，可提高耦合模態(tài)辨識(shí)精度；

3) 提供整體迭代，可提高頻外模態(tài)影響；

4) 提供額外分子項(xiàng)，可提供單段辨識(shí)受頻外模態(tài)的影響。

實(shí)測(cè)與綜合頻響比對(duì)

1) 提供綜合頻響函數(shù)，可設(shè)置綜合頻段、頻率間隔以及頻點(diǎn)數(shù)量；

2) UMM振型估計(jì)，提供驅(qū)動(dòng)點(diǎn)法和三角法；

3) 提供低階與高階模態(tài)補(bǔ)償。

我們從實(shí)測(cè)頻響中提取出被測(cè)對(duì)象的模態(tài)參數(shù)，反之，利用頻響數(shù)學(xué)模型和模態(tài)參數(shù)可以計(jì)算出綜合頻響，于是，實(shí)測(cè)與綜合頻響的比對(duì)成為了判斷模態(tài)參數(shù)辨識(shí)質(zhì)量的重要手段之一，如下圖所示。

運(yùn)行狀態(tài)下的形變振型仿真ODS

1) 提供模態(tài)振型、時(shí)域或者頻域運(yùn)行狀態(tài)下的形變振型仿真，即ODS（Operating Deflection Shape）；

2) 提供自動(dòng)或者手動(dòng)設(shè)置驅(qū)動(dòng)方程。

模態(tài)振型仿真EMA

1) 提供變形與等色彩圖；

2) 提供未變形體和形變指示箭頭；

3) 提供骨架隱藏功能，骨架一般由測(cè)點(diǎn)相關(guān)的點(diǎn)線組成，它們可驅(qū)動(dòng)臨近殼體。通常，為了提高仿真效果，骨架會(huì)被隱藏。

4）提供蒙皮技術(shù)與區(qū)域影響因子，提升了動(dòng)畫仿真的真視感。

MAC圖與振型比對(duì)

1) 提供模態(tài)置信表格、等色彩圖以及三維柱狀圖；

2) 模態(tài)置信計(jì)算支持自動(dòng)截取等長(zhǎng)或者自動(dòng)補(bǔ)零等長(zhǎng)；

3) 提供雙振型動(dòng)畫比對(duì)，可單幀或連續(xù)比對(duì)。

有多種方法可用于判別模態(tài)參數(shù)辨識(shí)質(zhì)量，比如：經(jīng)驗(yàn)法（先驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)），實(shí)測(cè)與綜合頻響比對(duì)，振型動(dòng)畫觀察法以及模態(tài)置信準(zhǔn)則。在此，我們?cè)谀B(tài)置信準(zhǔn)則基礎(chǔ)上，增加了雙振型動(dòng)畫比對(duì)功能，為區(qū)別耦合模態(tài)提供了更為便利的工具，如下圖所示。

多仿真動(dòng)畫

1) 視圖可自由選擇各階振型仿真；

2) 視圖可任何組合排布。

OLE導(dǎo)出功能

為了提高演示、匯報(bào)效果，我們提供了OLE振型仿真導(dǎo)出功能，可在Office和WPS文檔內(nèi)使用，前提是電腦安裝了LabGenius程序或者單獨(dú)安裝了運(yùn)行插件。如下圖所示，某輪胎三維振型仿真（OLE格式，office可播放）。