模態(tài)分析入門教程DHppt課件

1、中小型構(gòu)造：大型構(gòu)造：汽車空氣濾芯器模態(tài)實(shí)驗(yàn)汽車空氣濾芯器一階振型模態(tài)實(shí)驗(yàn)構(gòu)造文件 不測力法環(huán)境鼓勵(lì)法 運(yùn)用：雖然測力法丈量的得到模態(tài)結(jié)果比不測力法的得到的結(jié)果要準(zhǔn)確，但是對于房屋建筑、大型橋梁等大型構(gòu)造，構(gòu)造無法進(jìn)展人為鼓勵(lì)，而且環(huán)境鼓勵(lì)力也無法丈量的情況下，只能利用呼應(yīng)信號來辨識(shí)構(gòu)造的模態(tài)參數(shù)。 環(huán)境鼓勵(lì)法是基于輸入為平穩(wěn)隨機(jī)過程假設(shè)下的參數(shù)識(shí)別方法。也就是說假設(shè)給構(gòu)造的輸入力環(huán)境鼓勵(lì)力為隨機(jī)信號，隨機(jī)信號的功率譜為常值。如此得到的呼應(yīng)信號是隨機(jī)鼓勵(lì)下的呼應(yīng)信號，這樣就可以用呼應(yīng)信號的互譜來替代頻響函數(shù)進(jìn)展參數(shù)辨識(shí)了。大型建筑物：大型橋梁：潤揚(yáng)長江大橋南汊模態(tài)實(shí)驗(yàn)潤揚(yáng)大橋南汊潤揚(yáng)大橋南汊豎

2、向一階五階彎曲振型一階二階改動(dòng)振型豎向一階五階彎曲振型一階二階改動(dòng)振型DHMA模態(tài)分析軟件功能幾何建模幾何建模 讀入讀入CADCAD平面圖形、平面圖形、ANSYSANSYS有限元模型文件；可以直接在界面上完成有限元模型文件；可以直接在界面上完成子構(gòu)造、結(jié)點(diǎn)、連線的填加、刪除、挪動(dòng)、復(fù)制、鏡像、陣列、參數(shù)修正等；子構(gòu)造、結(jié)點(diǎn)、連線的填加、刪除、挪動(dòng)、復(fù)制、鏡像、陣列、參數(shù)修正等；可自動(dòng)生成規(guī)那么模型；為了更接近實(shí)踐構(gòu)造，測點(diǎn)之間可插入非丈量結(jié)點(diǎn)，可自動(dòng)生成規(guī)那么模型；為了更接近實(shí)踐構(gòu)造，測點(diǎn)之間可插入非丈量結(jié)點(diǎn)，軟件自動(dòng)根據(jù)周圍測點(diǎn)數(shù)據(jù)編寫非測點(diǎn)的約束方程。對模型可以進(jìn)展平移、軟件自動(dòng)根據(jù)周圍測

3、點(diǎn)數(shù)據(jù)編寫非測點(diǎn)的約束方程。對模型可以進(jìn)展平移、旋轉(zhuǎn)、放大減少、線條顏色修正、背景顏色修正、四視圖單獨(dú)或同時(shí)顯示；旋轉(zhuǎn)、放大減少、線條顏色修正、背景顏色修正、四視圖單獨(dú)或同時(shí)顯示；數(shù)據(jù)類型及顯示數(shù)據(jù)類型及顯示 環(huán)境鼓勵(lì)下的時(shí)域呼應(yīng)數(shù)據(jù)、頻響函數(shù)數(shù)據(jù)單入單出環(huán)境鼓勵(lì)下的時(shí)域呼應(yīng)數(shù)據(jù)、頻響函數(shù)數(shù)據(jù)單入單出 SIMO、 單單 入入 多出多出MISO、多入多出、多入多出MIMO、接受文本文件、接受文本文件、UFF數(shù)據(jù)文件；數(shù)據(jù)文件；數(shù)據(jù)可以多行多列顯示、重疊顯示、部分放大減少顯示；單光標(biāo)、雙光標(biāo)、數(shù)據(jù)可以多行多列顯示、重疊顯示、部分放大減少顯示；單光標(biāo)、雙光標(biāo)、峰光標(biāo)、光標(biāo)值顯示等峰光標(biāo)、光標(biāo)值顯示等

4、 ；參數(shù)辨識(shí)參數(shù)辨識(shí) 頻域峰值法、特征系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)算法頻域峰值法、特征系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)算法ERA、隨機(jī)子空間法、導(dǎo)納圓擬、隨機(jī)子空間法、導(dǎo)納圓擬合法、正交多項(xiàng)式擬合法和時(shí)域復(fù)指數(shù)擬合法等；合法、正交多項(xiàng)式擬合法和時(shí)域復(fù)指數(shù)擬合法等；模態(tài)模型驗(yàn)證模態(tài)模型驗(yàn)證 穩(wěn)態(tài)圖、模態(tài)置信準(zhǔn)那么穩(wěn)態(tài)圖、模態(tài)置信準(zhǔn)那么MAC、模態(tài)相位共線性、相位偏移、模態(tài)相位共線性、相位偏移、模態(tài)指示函數(shù)、模態(tài)參與因子、模態(tài)振型的動(dòng)畫顯示；模態(tài)指示函數(shù)、模態(tài)參與因子、模態(tài)振型的動(dòng)畫顯示；生成報(bào)告生成報(bào)告 幾何模型、靜態(tài)動(dòng)畫圖形的拷貝、打印；動(dòng)畫轉(zhuǎn)換成幾何模型、靜態(tài)動(dòng)畫圖形的拷貝、打??；動(dòng)畫轉(zhuǎn)換成AVI文件；一文件；一切識(shí)別的模態(tài)參數(shù)文件包

5、括各階模態(tài)的振型數(shù)據(jù)可保管、打印，振型文切識(shí)別的模態(tài)參數(shù)文件包括各階模態(tài)的振型數(shù)據(jù)可保管、打印，振型文件可導(dǎo)出為件可導(dǎo)出為word文件及文本文件。文件及文本文件。 時(shí)域時(shí)域ODS動(dòng)畫動(dòng)畫 將一切測點(diǎn)的實(shí)測數(shù)據(jù)同步動(dòng)畫顯示在模型上，以類似快攝慢放的方將一切測點(diǎn)的實(shí)測數(shù)據(jù)同步動(dòng)畫顯示在模型上，以類似快攝慢放的方式回放原始數(shù)據(jù)，生動(dòng)籠統(tǒng)地顯示出試件的真實(shí)變形過程；式回放原始數(shù)據(jù)，生動(dòng)籠統(tǒng)地顯示出試件的真實(shí)變形過程；動(dòng)畫顯示動(dòng)畫顯示 參數(shù)辨識(shí)得到的各階模態(tài)，分別或同時(shí)顯示在一個(gè)或多個(gè)模型上；可參數(shù)辨識(shí)得到的各階模態(tài)，分別或同時(shí)顯示在一個(gè)或多個(gè)模型上；可以延續(xù)動(dòng)畫、步進(jìn)動(dòng)畫、三維彩色動(dòng)畫、等高線動(dòng)畫、矢

6、量動(dòng)畫、四視圖同步以延續(xù)動(dòng)畫、步進(jìn)動(dòng)畫、三維彩色動(dòng)畫、等高線動(dòng)畫、矢量動(dòng)畫、四視圖同步動(dòng)畫等，動(dòng)畫幅度、速度可調(diào)；動(dòng)畫等，動(dòng)畫幅度、速度可調(diào)；頻域頻域ODS動(dòng)畫動(dòng)畫 將一切測點(diǎn)的頻譜或頻響函數(shù)數(shù)據(jù)同步動(dòng)畫顯示在模型上，以類似閃將一切測點(diǎn)的頻譜或頻響函數(shù)數(shù)據(jù)同步動(dòng)畫顯示在模型上，以類似閃頻儀的方式、生動(dòng)籠統(tǒng)地顯示出試件在某個(gè)頻率激振下的變形情況；頻儀的方式、生動(dòng)籠統(tǒng)地顯示出試件在某個(gè)頻率激振下的變形情況； 運(yùn)轉(zhuǎn)模態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)模態(tài)OMA 經(jīng)過丈量構(gòu)造在任務(wù)形狀時(shí)的振動(dòng)呼應(yīng)信號，進(jìn)展模態(tài)參數(shù)辨識(shí)。辨經(jīng)過丈量構(gòu)造在任務(wù)形狀時(shí)的振動(dòng)呼應(yīng)信號，進(jìn)展模態(tài)參數(shù)辨識(shí)。辨識(shí)方法包括經(jīng)典的自譜、互譜等信息辨識(shí)；高級的隨機(jī)

7、子空間法辨識(shí)；識(shí)方法包括經(jīng)典的自譜、互譜等信息辨識(shí)；高級的隨機(jī)子空間法辨識(shí)；一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?、?shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解模態(tài)分析根本原理；、了解模態(tài)分析根本原理；2、了解模態(tài)測試及分析方法。、了解模態(tài)測試及分析方法。二、實(shí)驗(yàn)儀器安裝二、實(shí)驗(yàn)儀器安裝 表示圖表示圖動(dòng)態(tài)分析儀計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及分析軟件打印機(jī)或繪圖儀 簡支梁加速度傳感器力錘力傳感器l 安裝圖安裝圖l 部分安裝圖部分安裝圖三、實(shí)驗(yàn)步驟三、實(shí)驗(yàn)步驟 實(shí)驗(yàn)梁如以下圖所示，長實(shí)驗(yàn)梁如以下圖所示，長x向向700mm，寬，寬(y向向)45mm。用單點(diǎn)拾振法做梁。用單點(diǎn)拾振法做梁z 方向的振動(dòng)模態(tài)。方向的振動(dòng)模態(tài)。詳細(xì)實(shí)驗(yàn)步驟引見如下。詳細(xì)實(shí)驗(yàn)步驟引見如下。 1測

8、點(diǎn)確實(shí)定測點(diǎn)確實(shí)定 此梁在此梁在y、z方向尺寸和方向尺寸和 x方向尺寸方向尺寸相差較大，可以簡化為桿件，所以只需在相差較大，可以簡化為桿件，所以只需在x方向順序布置假設(shè)干敲擊點(diǎn)即可本例方向順序布置假設(shè)干敲擊點(diǎn)即可本例單點(diǎn)拾振法單點(diǎn)拾振法-跑鼓勵(lì)，敲擊點(diǎn)的數(shù)目視跑鼓勵(lì)，敲擊點(diǎn)的數(shù)目視要得到的模態(tài)的階數(shù)而定，敲擊點(diǎn)數(shù)目要要得到的模態(tài)的階數(shù)而定，敲擊點(diǎn)數(shù)目要多于所要求的階數(shù)，得出的高階模態(tài)結(jié)果多于所要求的階數(shù)，得出的高階模態(tài)結(jié)果才可信。此例中才可信。此例中x方向把梁分成十四等份，方向把梁分成十四等份，布置了十三個(gè)測點(diǎn)兩端點(diǎn)視為不動(dòng)點(diǎn)。布置了十三個(gè)測點(diǎn)兩端點(diǎn)視為不動(dòng)點(diǎn)。選取拾振點(diǎn)時(shí)要盡量防止使拾振點(diǎn)在

9、模態(tài)選取拾振點(diǎn)時(shí)要盡量防止使拾振點(diǎn)在模態(tài)振型的節(jié)點(diǎn)上，此處取拾振點(diǎn)在四號測點(diǎn)振型的節(jié)點(diǎn)上，此處取拾振點(diǎn)在四號測點(diǎn)處。處。2儀器銜接儀器銜接 儀器銜接如以下圖所示，其中力錘上的力傳感器接動(dòng)態(tài)儀器銜接如以下圖所示，其中力錘上的力傳感器接動(dòng)態(tài)采集分析儀的第一通道，采集分析儀的第一通道，DH201加速度傳感器接第二通道。加速度傳感器接第二通道。3翻開儀器電源，啟動(dòng)翻開儀器電源，啟動(dòng)DHDAS控制分析軟件，控制分析軟件， 選擇分析選擇分析/頻響函數(shù)分析功能。頻響函數(shù)分析功能。 實(shí)驗(yàn)梁平面圖在菜單“ 分析(N) 選擇分析方式“單輸入頻響。在新建的四個(gè)窗口內(nèi)，分別單擊右鍵，在“信號選擇對話框中設(shè)定四個(gè)窗口依

10、次為：頻響函數(shù)數(shù)據(jù)、1-1通道的時(shí)間波形、相關(guān)函數(shù)數(shù)據(jù)和1-2通道的時(shí)間波形,如以下圖。分析參數(shù)設(shè)置分析參數(shù)設(shè)置 l 采樣率：采樣率：10KHz；l 觸發(fā)方式：信號觸觸發(fā)方式：信號觸發(fā)發(fā)l 延遲點(diǎn)數(shù)：延遲點(diǎn)數(shù)： -200。l 平均方式：線性平平均方式：線性平均均l 預(yù)覽平均：預(yù)覽平均：4參數(shù)設(shè)置參數(shù)設(shè)置采樣率觸發(fā)方式延遲點(diǎn)數(shù)平均方式預(yù)覽平均系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置 參考通道：參考通道：1-1 設(shè)定參考通道ll 工程單位和靈敏度：將兩個(gè)傳感器靈敏度輸入相應(yīng)的通道的靈敏度設(shè)置欄內(nèi)。傳感器靈敏度為KCHpC/EU表示每個(gè)工程單位輸出多少pC的電荷，如是力，而且參數(shù)表中工程單位設(shè)為牛頓N，那么此處為p

11、C/N；如是加速度，而且參數(shù)表中工程單位設(shè)為m/s2 ，那么此處為pC/ m/s2 。靈敏度工程單位l 量程范圍：調(diào)整量程范圍，使實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)到達(dá)較好的信噪比。調(diào)整原那么：不要使儀器過載，也不要使得信號過小。l 模態(tài)參數(shù)：編寫測點(diǎn)號和方向。采用單點(diǎn)拾振法時(shí)，假設(shè)丈量1號點(diǎn)的頻響函數(shù)數(shù)據(jù)，在1-1通道力錘信號的模態(tài)信息/節(jié)點(diǎn)欄內(nèi)輸入1，丈量方向輸入+Z；呼應(yīng)通道加速度傳感器信號內(nèi)輸入傳感器放置的測點(diǎn)號，方向?yàn)?Z。量程范圍量程范圍靈敏度測點(diǎn)號丈量方向留意：留意： 挪動(dòng)敲擊時(shí)，當(dāng)力錘挪動(dòng)到其他點(diǎn)進(jìn)展敲擊丈量時(shí)，就必需挪動(dòng)敲擊時(shí)，當(dāng)力錘挪動(dòng)到其他點(diǎn)進(jìn)展敲擊丈量時(shí)，就必需相應(yīng)的修正力錘通道的模態(tài)信息相應(yīng)的

12、修正力錘通道的模態(tài)信息/節(jié)點(diǎn)欄內(nèi)的測點(diǎn)編號。每節(jié)點(diǎn)欄內(nèi)的測點(diǎn)編號。每次挪動(dòng)力錘后都要新建文件。次挪動(dòng)力錘后都要新建文件。用力錘敲擊各個(gè)測點(diǎn)，察看有無波形，假設(shè)有一個(gè)或兩個(gè)通道用力錘敲擊各個(gè)測點(diǎn)，察看有無波形，假設(shè)有一個(gè)或兩個(gè)通道無波形或波形不正常，就要檢查儀器能否銜接正確、導(dǎo)線無波形或波形不正常，就要檢查儀器能否銜接正確、導(dǎo)線能否接通、傳感器、儀器的任務(wù)能否正常等等，直至波形能否接通、傳感器、儀器的任務(wù)能否正常等等，直至波形正確為止。運(yùn)用適當(dāng)?shù)那脫袅η脫舾鳒y點(diǎn)，調(diào)理量程范圍，正確為止。運(yùn)用適當(dāng)?shù)那脫袅η脫舾鳒y點(diǎn)，調(diào)理量程范圍，直到力的波形和呼應(yīng)的波形既不過載也不過小。直到力的波形和呼應(yīng)的波形既

13、不過載也不過小。預(yù)覽平均方式翻開后，軟件在每次敲擊采集數(shù)據(jù)后，提示能否預(yù)覽平均方式翻開后，軟件在每次敲擊采集數(shù)據(jù)后，提示能否保管該次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。需求判別敲擊信號和呼應(yīng)信號的質(zhì)量，保管該次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。需求判別敲擊信號和呼應(yīng)信號的質(zhì)量，判別原那么為：力錘信號無連擊，信號無過載。判別原那么為：力錘信號無連擊，信號無過載。 實(shí)驗(yàn)梁的力錘敲擊信號：實(shí)驗(yàn)梁的力錘敲擊信號：(5數(shù)據(jù)預(yù)處置數(shù)據(jù)預(yù)處置調(diào)理采樣數(shù)據(jù)調(diào)理采樣數(shù)據(jù) 采樣完成后，對采樣數(shù)據(jù)重新檢查并再次采樣完成后，對采樣數(shù)據(jù)重新檢查并再次回放計(jì)算頻響函數(shù)數(shù)據(jù)。一通道的力信號加力回放計(jì)算頻響函數(shù)數(shù)據(jù)。一通道的力信號加力窗，在力窗窗寬調(diào)整適宜。對呼應(yīng)信號加指數(shù)

14、窗，在力窗窗寬調(diào)整適宜。對呼應(yīng)信號加指數(shù)窗。設(shè)置完成后，回放數(shù)據(jù)重新計(jì)算頻響函數(shù)窗。設(shè)置完成后，回放數(shù)據(jù)重新計(jì)算頻響函數(shù)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)。力信號加力窗呼應(yīng)信號加指數(shù)窗啟動(dòng)回放6 6模態(tài)分析模態(tài)分析l l 幾何建模：自動(dòng)創(chuàng)建矩形模型，輸入模型的幾何建模：自動(dòng)創(chuàng)建矩形模型，輸入模型的長寬參數(shù)以及分段數(shù)；翻開結(jié)點(diǎn)信息窗口，編長寬參數(shù)以及分段數(shù)；翻開結(jié)點(diǎn)信息窗口，編寫測點(diǎn)號；寫測點(diǎn)號；Y方向分段數(shù)X方向分段數(shù)Y方向模型長度X方向模型長度創(chuàng)建平面注：DHMA-V2.5軟件可自動(dòng)創(chuàng)建矩形、圓、長方體、圓錐體、圓柱體、以及球，也可選擇手動(dòng)添加的方法，詳細(xì)請參考協(xié)助文件。根據(jù)實(shí)踐根據(jù)實(shí)踐情況設(shè)定情況設(shè)定測點(diǎn)號測點(diǎn)號

15、單擊設(shè)定節(jié)點(diǎn)的Z坐標(biāo)單擊設(shè)定節(jié)點(diǎn)的Y坐標(biāo)單擊設(shè)定節(jié)點(diǎn)的X坐標(biāo)l 導(dǎo)入頻響函數(shù)數(shù)據(jù)：單擊工具欄按鈕“導(dǎo)入數(shù)據(jù)，新建一數(shù)據(jù)文件，彈出“模態(tài)數(shù)據(jù)文件選擇對話框。l 單擊“丈量類型按鈕，選擇丈量類型：單點(diǎn)拾振法。l 單擊“選擇文件按鈕，將每個(gè)測點(diǎn)的頻響函數(shù)數(shù)據(jù)讀入模態(tài)軟件，本次實(shí)驗(yàn)共13組頻響數(shù)據(jù)文件。選中一切頻響數(shù)據(jù)的上一級目錄，或者單獨(dú)選中一切頻響文件l 參數(shù)識(shí)別：首先光標(biāo)選擇一個(gè)頻段的數(shù)據(jù)，點(diǎn)擊參數(shù)識(shí)別按鈕，搜索峰值，計(jì)算頻率阻尼及留數(shù)振型。光標(biāo)設(shè)定范圍搜索峰值光標(biāo)設(shè)定范圍光標(biāo)設(shè)定范圍頻率計(jì)算方法留數(shù)計(jì)算方法顯示頻率留數(shù)將頻率阻尼保振型存于模態(tài)參數(shù)文件7振型編輯振型編輯 模態(tài)分析終了以后可以察看

16、、打印和保管分析結(jié)果，也模態(tài)分析終了以后可以察看、打印和保管分析結(jié)果，也可以察看模態(tài)振型的動(dòng)畫顯示。可以察看模態(tài)振型的動(dòng)畫顯示。8動(dòng)畫顯示動(dòng)畫顯示 翻開模態(tài)參數(shù)文件和幾何模型窗口，在模態(tài)參數(shù)文件窗翻開模態(tài)參數(shù)文件和幾何模型窗口，在模態(tài)參數(shù)文件窗口內(nèi)，按數(shù)據(jù)匹配命令，將模態(tài)參數(shù)數(shù)據(jù)分配給幾何模型的口內(nèi)，按數(shù)據(jù)匹配命令，將模態(tài)參數(shù)數(shù)據(jù)分配給幾何模型的測點(diǎn)。進(jìn)入到幾何模型窗口，點(diǎn)擊動(dòng)畫顯示按鈕，幾何模型測點(diǎn)。進(jìn)入到幾何模型窗口，點(diǎn)擊動(dòng)畫顯示按鈕，幾何模型將相應(yīng)模態(tài)頻率的振型以動(dòng)畫顯示出來。在振型表文件內(nèi)鼠將相應(yīng)模態(tài)頻率的振型以動(dòng)畫顯示出來。在振型表文件內(nèi)鼠標(biāo)選擇不同的模態(tài)頻率，幾何模型上就相應(yīng)的將其對應(yīng)的振標(biāo)選擇不同的模態(tài)頻率，幾何模型上就相應(yīng)的將其對應(yīng)的振型顯示出來。型顯示出來。 在幾何模型窗口內(nèi)，運(yùn)用相應(yīng)按鈕可以動(dòng)畫進(jìn)展