Test. Lab Operational Modal Analysis工作模态分析
模态试验会出现这样的问题,如因为结构激励无法
在实验室获得,常常需要在实际工作状态中进行分析。
此外,传统的试验室模态试验,由于其边界条件与实际
工作状态不同,以及结构本身的非线性因素,所以其得
到的模态试验结果往往与真实工作状态下的结构动力学
特性有所不同。因此,工作模态试验的意义就尤为重要。
采用LMS Test.Lab工作模态分析,测量可以在结构
运行时进行,然后得到一整套模态参数-共振频率、模
态振型和阻尼。这些参数可以使工程师改进最终产品的声振舒适性,提高其耐久性,同时通过试验结果对数字化模型进行改进,如对使用的有限元模型进行修正,进而提高开发过程的效率。
Test.Lab OMA功能具有以下特点:
整体多自由度、多参考的随机子空间法(Stochastic Subspace Method)工作模态参数识别
可以得到以下模态参数:频率,阻尼,模态振型。
模态指示函数:多变量模态指示函数(MMIF),实模态修正指示函数(Modified Real MIF),实模态指示函数(Real MIF)。
多种模态分析的验证方法:稳态图,MAC模态置信准则,模态相位共线性,模态相位偏离度,模态参与
因子,相位分散度,互功率谱综合等方法。
在同一个图中同时叠加显示两阶振型,从而进行更好地振型对比。多种模态模型的动画显示,便于用户选择,比较和解释试验模态分析结果。
多组模态分析结果合并功能。对于测试数据存在不稳定的情况下(如传感器分批测试所噪声的结构质量变化的影响),系统可以对各组数据分析得到的模态分析结果进行合并处理,以消除数据不稳定对整体模态分析结果的影响。
可以将工作变形分析中的各个工况进行解耦,得到各阶模态的对该工况振动的贡献量。
Test. Lab PolyMAX 频域最小二乘复指数法模态参数辨识
PolyMax(LSCF法:最小二乘复频域法)为LMS公司最新开发的和最先进的模态参数识别方法,它是基于加权的最小二乘法和MIMO 传递函数的模态参数频域识别方法。优势是可以在稳定图上非常方便和清晰的选择和识别系统极点
和参与因子。对于用于密集模态和高阻尼结构的使用场合,具有无可比拟的优势。全新的模态参数识别方法超越所有已知的参数识别技术。
提供了适用于单点激励多点响应(SIMO )和多点激励多点响应(MIMO)的模态参数识别法:
整体多自由度、多参考的最小二乘复频
域法/PolyMAX 模态参数识别
可以得到以下模态参数:频率,阻尼,
模态振型,各阶模态的模态质量、模态
阻尼、模态刚度。
模态指示函数:多变量模态指示函数
(MMIF ), 复模态指示函数(CMIF ),
实模态修正指示函数(Modified Real
MIF ), 一致性模态指示函数(Coincident
MIF ), 虚模态指示函数(Imaginary MIF ),
实模态指示函数(Real MIF )。
多种模态分析的验证方法:稳态图,
MAC 模态置信准则,模态复杂性,模态
相位共线性,模态相位偏离度,模态参
与因子,相位分散度,质量灵敏度,FRF
综合等方法。
多种模态归一化方法:比例因子归一化、
模态质量归一化、模态刚度归一化、模
态向量归一化、最大振幅模态向量归一
化、模态向量长度归一化、最大参与因
子模态向量归一化。
模态正则化方法:幅值正则化或虚部正则化
在同一个图中同时叠加显示两阶振型,从而进行更好地振型对比。多种模态模型的动画显示,便于用户
选择,比较和解释试验模态分析结果。  多组模态分析结果合并功能。对于测试数据存在不稳定的情况下(如传感器分批测试所噪声的结构质量变化的影响),系统可以对各组数据分析得到的模态分析结果进行合并处理,以消除数据不稳定对整体模态分析结果的影响。
上图为LSCE 稳态图,通常很难对图表做出清晰的分析; 下图LMS PolyMAX 稳态图则很容易诠释,从中可以精确地识别出模态的特征参数。
可以将工作变形分析中的各个工况进行解耦,得到各阶模态的对该工况振动的贡献量。
Test. Lab Operational Deflection Shapes & Time Animation 工作变形分析(ODS)
工作变形分析(ODS)用于分析结构在工作状态(运
行)时的实际变形情况,包括振动位移/速度/加速度、
扭振、噪声等多种信号的工作变形分析。
在做工作变形分析前,可对数据直接进行积分/
微分,二次积分/二次微分。
可以在时域和在频域进行。
在时域中,动画可以在指定的时刻或时间段内慢速进行,可以逐时间信号采样点回放,或预先设定跳跃采样点数进行回放。
在频域时,可以基于谱(自谱或互谱),FRF传递函数,频率及阶次切片数据,显示某个频域或转速下的结构变形。
可以控制动画的变化速度以及变形幅度。
动画显示的幅度可以设定某固定值,或相对整个函数最大变形处。
可以将关心的某些数据点所对应振型单独保存。
可以结合模态分析,分析出该频率的变形是由哪些模态参与的,及各阶模态的贡献量是多少。
Test. Lab Automatic Modal Parameter Selection 模态参数自动提取功能模态参数自动识别软件是LMS公司最新开发的专家
系统,凝聚了LMS公司数十年在模态试验领域的经验和研
究成果。模态参数自动识别软件能自动地识别极点、模态
频率、模态阻尼等模态参数。
这一软件对有经验的和无经验的操作者都有极大的
帮助,从而保证分析流程的一致性和高效性。正则化和归一化的关系
Test. Lab Modification Prediction Workbook 结构修改预测
LMS 结构修改预测软件用于预测在不改变试验原型
的情况下,结构的修改的效果.评估在不需要重复作试验的
情况下,不同的设计修改所带来的变化.评估所选定的修改方案对总体结构的影响.
模态修改预测利用模态系统综合技术来预测结构修改(质量、阻尼和刚度)对机械结构的动力学特性的影响。基于试验或有限元的模态模型和修改定义,修改后的结构的模态模型将被计算。
利用模态修改预测,可以进行以下工作:
利用动力吸振器有效的降低振动能量;
通过增加质量或改变局部刚度来移动共振频率;
通过减少质量来减少附加质量的影响,从而得到正确的固有频率。
模态修改预测模块在试验样机优化过程中具有以下优势:
可以在不修改结构的物理特性的情况下,预测结构修改的影响;
可以在不进行重复测试的情况下,评价结构设计变化;
可以全面评价特定结构修改的影响。
这样可以大大节约试验成本和减少试验时间,提高试验效率,加快产品开发过程。
LMS Test.Lab的模态修改模块具有以下特点:
同时修改的数量没有限制;
可以通过3D显示进行交互修改定义;
修改可以定义为组,进行批处理;
可以对动力吸振器进行自动调谐;
快速方便的对比修改前后的分析结构;
修改前后可以进行FRF综合分析。

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