模态分析

模态分析软件的作用就是通过对结构试验数据的处理与分析,获取结构的模态参数,即固有频率、阻尼比以及模态振型。

LabGenius模态分析软件提供了两种模态参数辨识算法,分别是OP正交多项式法与Poly-max最小二乘复频域法;具有强大的三维建模功能,支持三维数据导入,提供拉伸、旋转等高级建模工具,如下图。

主要应用:

  • 实验模态分析可获取比较精确的固有频率、阻尼比以及模态振型,这些模态参数可用于有限元模型的修正,以及结构的故障诊断。
  • 由特殊方法与其它已知模型进行子结构综合,从而获得整体结构的振动模型,可进行诸如子结构修正、灵敏度分析等计算。
  • 通常,理论模型很难构建出结构的阻尼特性,模态分析可得到比较精确的阻尼模型,有助于提高响应计算和载荷识别的精度。

特色:

  • 快捷的几何建模功能,提供多种几何元素绘制功能,提供多种几何元素捕捉功能,可导入多种流行格式的3D几何模型;
  • 导航式模态参数辨识,提升了软件操作的友好性;
  • 提供清晰的稳定图Stability Diagram;
  • 模态自动/手动分段辨识,提供非线性分段迭代与临近段模态影响消除等;
  • 提供时域、频域以及模态振型动画仿真功能,几何元素分组功能,组内非测点的运动仿真仅受组内测点影响;
  • 模态置信准则增加了振型动画仿真比对功能,可有效辨别出相似振型;
  • 振型动画仿真的OLE导出功能,可在Office或WPS中演示仿真动画,提升报告的演示效果;

三维几何建模

1) 支持外部三维造型软件的通用格式文件导入;

2) 提供基本的几何元素创建;

3) 提供拉伸、移动、旋转以及缩放等高级建模工具。

在几何模型导入功能基础上,建模还提供了模型装配与分组功能。以下图为例,为了描述出白车身的各阶模态,我们会在车身布置近百个测点。考虑到测点数量仍不及模型点数的百分之一,其它非测点的运动就只能由拟合算法给出,也就是说,非测点运动由其临近测点的运动组合而成。为此,在分组功能下,可实现组内非测点的运动仿真仅受组内测点影响。

实测频响函数导入

1) 提供多种实测函数导入,如频响、互谱、傅里叶频谱以及脉冲冲击响应函数等;

2) 提供测点自由度编辑;

3) 提供偏置与增益功能;

4) 提供曲线独立或者重叠显示。

稳定图

1) 提供多种阶次估计方法,如,模态峰值函数,复模态指数函数,阶次误差图等;

2) 清晰的稳态图;

3) 提供手动/自动模态分段功能;

4) 提供手动/自动拾取与删除模态。

模态参数辨识

1) 提供OP法与Polymax法;

2) 提供非线性加权,可提高耦合模态辨识精度;

3) 提供整体迭代,可提高频外模态影响;

4) 提供额外分子项,可提供单段辨识受频外模态的影响。

实测与综合频响比对

1) 提供综合频响函数,可设置综合频段、频率间隔以及频点数量;

2) UMM振型估计,提供驱动点法和三角法;

3) 提供低阶与高阶模态补偿。

我们从实测频响中提取出被测对象的模态参数,反之,利用频响数学模型和模态参数可以计算出综合频响,于是,实测与综合频响的比对成为了判断模态参数辨识质量的重要手段之一,如下图所示

运行状态下的形变振型仿真ODS

1) 提供模态振型、时域或者频域运行状态下的形变振型仿真,即ODS(Operating Deflection Shape);

2) 提供自动或者手动设置驱动方程。

模态振型仿真EMA

1) 提供变形与等色彩图;

2) 提供未变形体和形变指示箭头;

3) 提供骨架隐藏功能,骨架一般由测点相关的点线组成,它们可驱动临近壳体。通常,为了提高仿真效果,骨架会被隐藏。

4)提供蒙皮技术与区域影响因子,提升了动画仿真的真视感。

MAC图与振型比对

1) 提供模态置信表格、等色彩图以及三维柱状图;

2) 模态置信计算支持自动截取等长或者自动补零等长;

3) 提供双振型动画比对,可单帧或连续比对。

有多种方法可用于判别模态参数辨识质量,比如:经验法(先验经验),实测与综合频响比对,振型动画观察法以及模态置信准则。在此,我们在模态置信准则基础上,增加了双振型动画比对功能,为区别耦合模态提供了更为便利的工具,如下图所示。

多仿真动画

1) 视图可自由选择各阶振型仿真;

2) 视图可任何组合排布。

OLE导出功能

为了提高演示、汇报效果,我们提供了OLE振型仿真导出功能,可在Office和WPS文档内使用,前提是电脑安装了LabGenius程序或者单独安装了运行插件。如下图所示,某轮胎三维振型仿真(OLE格式,office可播放)。