模态分析入门教程DH.ppt
优秀精品课件文档资料,DHMA-V2.5模态分析软件培训教程,DHMA模态软件分析方法及应用领域,测力法（频响函数法）这是经典的模态分析方法，他引入了自动控制理论中的传递函数（或频率响应函数）概念，传递函数反映系统的是输入与输出之间的关系，反映系统的固有特性，根据传递函数来辨识系统的模态参数。给系统施加一个已知的输入力（力传感器测量得到），测量结构各点的响应，利用软件的频响函数分析模块计算得到各点频响函数数据。利用频响函数据，通过一定的模态参数识别方法来得到结构的模态参数。,应用,中小型结构：,大型结构：,汽车空气滤芯器模态实验,汽车空气滤芯器一阶振型,模态实验结构文件,不测力法（环境激励法）应用：虽然测力法测量的得到模态结果比不测力法的得到的结果要准确，但是对于房屋建筑、大型桥梁等大型结构，结构无法进行人为激励，而且环境激励力也无法测量的情况下，只能利用响应信号来辨识结构的模态参数。环境激励法是基于输入为平稳随机过程假设下的参数识别方法。也就是说假设给结构的输入力（环境激励力）为随机信号，随机信号的功率谱为常值。如此得到的响应信号是随机激励下的响应信号，这样就可以用响应信号的互谱来代替频响函数进行参数辨识了。,DHMA模态软件分析方法及应用领域,应用,大型建筑物：,大型桥梁：,润扬长江大桥南汊模态实验,润扬大桥南汊竖向一阶五阶弯曲振型一阶二阶扭转振型,DHMA模态分析软件功能,几何建模 读入CAD平面图形、ANSYS有限元模型文件；可以直接在界面上完成子结构、结点、连线的填加、删除、移动、复制、镜像、阵列、参数修改等；可自动生成规则模型；为了更接近实际结构，测点之间可插入非测量结点，软件自动根据周围测点数据编写非测点的约束方程。对模型可以进行平移、旋转、放大缩小、线条颜色修改、背景颜色修改、四视图单独或同时显示；,数据类型及显示 环境激励下的时域响应数据、频响函数数据（单入单出 SIMO、单 入 多出MISO、多入多出MIMO）、接受文本文件、UFF数据文件；数据可以多行多列显示、重叠显示、局部放大缩小显示；单光标、双光标、峰光标、光标值显示等；,参数辨识 频域峰值法、特征系统实现算法（ERA）、随机子空间法、导纳圆拟合法、正交多项式拟合法和时域复指数拟合法等；,模态模型验证 稳态图、模态置信准则（MAC）、模态相位共线性、相位偏移、模态指示函数、模态参与因子、模态振型的动画显示；,生成报告 几何模型、静态动画图形的拷贝、打印；动画转换成AVI文件；所有识别的模态参数文件（包括各阶模态的振型数据）可保存、打印，振型文件可导出为word文件及文本文件。,时域ODS动画 将所有测点的实测数据同步动画显示在模型上，以类似快摄慢放的形式回放原始数据，生动形象地显示出试件的真实变形过程；,动画显示 参数辨识得到的各阶模态，分别或同时显示在一个或多个模型上；可以连续动画、步进动画、三维彩色动画、等高线动画、矢量动画、四视图同步动画等，动画幅度、速度可调；,频域ODS动画 将所有测点的频谱或频响函数数据同步动画显示在模型上，以类似闪频仪的形式、生动形象地显示出试件在某个频率激振下的变形情况；,运行模态OMA 通过测量结构在工作状态时的振动响应信号，进行模态参数辨识。辨识方法包括经典的自谱、互谱等信息辨识；高级的随机子空间法辨识；,锤击法简支梁（固支梁）模态实验,一、实验目的1、了解模态分析基本原理；2、了解模态测试及分析方法。,二、实验仪器安装 示意图,安装图,局部安装图,三、实验步骤 实验梁如下图所示，长（x向）700mm，宽(y向)45mm。用单点拾振法做梁z 方向的振动模态。具体实验步骤介绍如下。,（1）测点的确定 此梁在y、z方向尺寸和 x方向（尺寸）相差较大，可以简化为杆件，所以只需在x方向顺序布置若干敲击点即可（本例单点拾振法-跑激励），敲击点的数目视要得到的模态的阶数而定，敲击点数目要多于所要求的阶数，得出的高阶模态结果才可信。此例中x方向把梁分成十四等份，布置了十三个测点（两端点视为不动点）。选取拾振点时要尽量避免使拾振点在模态振型的节点上，此处取拾振点在四号测点处。,（2）仪器连接 仪器连接如下图所示，其中力锤上的力传感器接动态采集分析仪的第一通道，DH201加速度传感器接第二通道。,（3）打开仪器电源，启动DHDAS控制分析软件，选择分析/频响函数分析功能。,实验梁平面图,在菜单“分析(N)”选择分析模式“单输入频响”。在新建的四个窗口内，分别单击右键，在“信号选择”对话框中设定四个窗口依次为：频响函数数据、1-1通道的时间波形、相干函数数据和1-2通道的时间波形,如下图。,分析参数设置 l 采样率：10KHz；l 触发方式：信号触发l 延迟点数：-200。l 平均方式：线性平均l 预览平均：,（4）参数设置,采样率,触发方式,延迟点数,平均方式,预览平均,系统参数设置参考通道：1-1,设定参考通道,l工程单位和灵敏度：将两个传感器灵敏度输入相应的通道的灵敏度设置栏内。传感器灵敏度为KCH（pC/EU）表示每个工程单位输出多少pC的电荷，如是力，而且参数表中工程单位设为牛顿N，则此处为pC/N；如是加速度，而且参数表中工程单位设为m/s2，则此处为pC/m/s2。,灵敏度,工程单位,量程范围：调整量程范围，使实验数据达到较好的信噪比。调整原则：不要使仪器过载，也不要使得信号过小。,模态参数：编写测点号和方向。采用单点拾振法时，如果测量1号点的频响函数数据，在1-1通道（力锤信号）的模态信息/节点栏内输入1，测量方向输入+Z；响应通道（加速度传感器信号）内输入传感器放置的测点号，方向为+Z。,量程范围,量程范围,灵敏度,测点号,测量方向,注意：移动敲击时，当力锤移动到其他点进行敲击测量时，就必须相应的修改力锤通道的模态信息/节点栏内的测点编号。每次移动力锤后都要新建文件。用力锤敲击各个测点，观察有无波形，如果有一个或两个通道无波形或波形不正常，就要检查仪器是否连接正确、导线是否接通、传感器、仪器的工作是否正常等等，直至波形正确为止。使用适当的敲击力敲击各测点，调节量程范围，直到力的波形和响应的波形既不过载也不过小。预览平均方式打开后，软件在每次敲击采集数据后，提示是否保存该次试验数据。需要判断敲击信号和响应信号的质量，判断原则为：力锤信号无连击，信号无过载。,实验梁的力锤敲击信号：,(5）数据预处理调节采样数据 采样完成后，对采样数据重新检查并再次回放计算频响函数数据。一通道的力信号加力窗，在力窗窗宽调整合适。对响应信号加指数窗。设置完成后，回放数据重新计算频响函数数据。,力信号加力窗,响应信号加指数窗,启动回放,（6）模态分析l 几何建模：自动创建矩形模型，输入模型的长宽参数以及分段数；打开结点信息窗口，编写测点号；,Y方向分段数,X方向分段数,Y方向模型长度,X方向模型长度,创建平面,注：DHMA-V2.5软件可自动创建矩形、圆、长方体、圆锥体、圆柱体、以及球，也可选择手动添加的方法，具体请参考帮助文件。,根据实际情况设定测点号,单击设定节点的Z坐标,单击设定节点的Y坐标,单击设定节点的X坐标,导入频响函数数据：单击工具栏按钮“导入数据”，新建一数据文件，弹出“模态数据文件选择对话框”。单击“测量类型”按钮，选择测量类型：单点拾振法。单击“选择文件”按钮，将每个测点的频响函数数据读入模态软件，本次实验共13组频响数据文件。,选中所有频响数据的上一级目录，或者单独选中所有频响文件,参数识别：首先光标选择一个频段的数据，点击参数识别按钮，搜索峰值，计算频率阻尼及留数（振型）。,光标设定范围,搜索峰值,光标设定范围,光标设定范围,频率计算方法,留数计算方法,显示频率留数,将频率阻尼保振型存于模态参数文件,（7）振型编辑 模态分析完毕以后可以观察、打印和保存分析结果，也可以观察模态振型的动画显示。（8）动画显示 打开模态参数文件和几何模型窗口，在模态参数文件窗口内，按数据匹配命令，将模态参数数据分配给几何模型的测点。进入到几何模型窗口，点击动画显示按钮，几何模型将相应模态频率的振型以动画显示出来。在振型表文件内鼠标选择不同的模态频率，几何模型上就相应的将其对应的振型显示出来。在几何模型窗口内，使用相应按钮可以动画进行控制，如更换在视图选择中选取显示方式：单视图、多模态和三视图；改变显示色彩方式；振幅、速度和大小，以及几何位置。,实验梁振型图：,V2.5升级补 丁,新增功能：1.结构文件建模增加直接导入文本文件（*.txt）和Excel文件格式。2.振型动画、时域ODS和频域ODS可直接保存为（*.avi）媒体文件，方便用户出报告时使用。,Thanks for your attention!,
