包絡(luò)
關(guān)注創(chuàng)建者：Triger 創(chuàng)建時(shí)間：2021-04-09
包絡(luò)的視頻教程
1-54基于matlab的包絡(luò)譜分析
基于matlab的包絡(luò)譜分析，目標(biāo)信號→希爾伯特變換→得到解析信號→求解析信號的模→得到包絡(luò)信號→傅里葉變換→得到Hilbert包絡(luò)譜，包絡(luò)譜分析能夠有效地將這種低頻沖擊信號進(jìn)行解調(diào)提取。程序已調(diào)通，可直接運(yùn)行。 購買后可下載視頻中的源程序文件。
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1-52基于MATLAB的希爾伯特Hilbert變換求包絡(luò)譜
基于MATLAB的希爾伯特Hilbert變換求包絡(luò)譜，對原始信號進(jìn)行初步濾波，之后進(jìn)行包絡(luò)譜分析。可替換自己的數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化。程序已調(diào)通，可直接運(yùn)行。 購買后可下載視頻中的源程序文件。
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09_希爾伯特變換與包絡(luò)分析
通過希爾伯特變換，得到包絡(luò)分析，對沖擊、敲擊等頻率感興趣的內(nèi)容進(jìn)行分析。 歡迎關(guān)注微信公眾號：NVH實(shí)用工具與技巧
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包絡(luò)的實(shí)例教程
那么，包絡(luò)分析正是能滿足這種要求的方法。
包絡(luò)分析是上世紀(jì)70年代早期被開發(fā)出來的方法，最初稱為高頻共振技術(shù)。它也有很多其他名稱，如幅值調(diào)制解調(diào)、共振解調(diào)分析、窄帶包絡(luò)分析，而稱之為包絡(luò)分析似乎更受歡迎。包絡(luò)信號的計(jì)算可用于穩(wěn)態(tài)信號、非穩(wěn)態(tài)信號以及瞬態(tài)信號。
用于包絡(luò)分析的方法有基于平方解調(diào)的方法、基于希爾伯特變換的方法等。平方解調(diào)的基本思路是積化和差的過程：平方相當(dāng)于兩個(gè)信號（假設(shè)為正弦信號）的乘積，從而能得到它們的和頻（高頻）與差頻（低頻，如拍頻就是兩個(gè)信號的差頻）；然后再低通濾掉高頻的和頻，對濾波后的低頻信號進(jìn)行FFT分析得到解調(diào)譜。關(guān)于這一點(diǎn)后續(xù)在介紹包絡(luò)分析時(shí)會著重介紹其分析過程。而希爾伯特變換的基本思想是通過對采樣的實(shí)值時(shí)域信號進(jìn)行希爾伯特變換，得到以采樣的時(shí)域信號作為實(shí)部、其希爾伯特變換作為虛部，二者構(gòu)成解析信號，解析信號的幅值就是信號的包絡(luò)曲線；對包絡(luò)進(jìn)行低通濾波，作FFT求出包絡(luò)譜，得到包絡(luò)頻率。現(xiàn)在包絡(luò)分析更多是基于希爾伯特變換的包絡(luò)分析，因此，這種方法的包絡(luò)分析也稱為希爾伯特-包絡(luò)分析。
對于包絡(luò)分析，我們首先應(yīng)該明白什么叫做包絡(luò)或包絡(luò)曲線。對于時(shí)域信號而言，把時(shí)域信號各個(gè)峰值點(diǎn)連接起來得到的曲線就叫時(shí)域包絡(luò)曲線，如圖7所示的信號，綠色是指數(shù)衰減的高頻信號，把它時(shí)間軸上各個(gè)峰值點(diǎn)連接起來得到的藍(lán)色曲線就是它的包絡(luò)曲線。
圖7 時(shí)域信號與它的包絡(luò)曲線
如在幅值調(diào)制信號中，載波頻率通常是高頻信號，而調(diào)制頻率是低頻信號，如圖2所示。因此，這個(gè)高頻調(diào)幅信號，它的幅值是按低頻調(diào)制信號變化的。
展開 來源：模態(tài)空間 作者：譚祥軍
對于滾動(dòng)軸承早期故障的檢測和診斷而言，包絡(luò)分析已經(jīng)成為振動(dòng)信號主要的處理技術(shù)之一。它是由美國機(jī)械技術(shù)公司于上世紀(jì)70年代早期開發(fā)出來的，最初稱為高頻共振技術(shù)。它也有很多其他名稱，如幅值調(diào)制解調(diào)、共振解調(diào)分析、窄帶包絡(luò)分析，而稱之為包絡(luò)分析似乎更受歡迎。包絡(luò)信號的計(jì)算可用于穩(wěn)態(tài)信號、非穩(wěn)態(tài)信號以及瞬態(tài)信號。
包絡(luò)分析的基礎(chǔ)是基于滾動(dòng)軸承的一個(gè)局部缺陷每次在受載荷作用下與軸承其他表面接觸時(shí)，總是會產(chǎn)生振動(dòng)沖擊。這個(gè)沖擊作用時(shí)間極短，遠(yuǎn)小于相鄰兩個(gè)沖擊之間的時(shí)間間隔，因此，它的能量將分布在極寬的頻率范圍內(nèi)。結(jié)果是它將激起軸承各部件和周圍結(jié)構(gòu)的固有頻率。這個(gè)激勵(lì)是重復(fù)的，因?yàn)楣收先毕菖c其他接觸面的接觸是周期性的。沖擊出現(xiàn)的頻率也稱為軸承故障特征頻率。人們經(jīng)常認(rèn)為共振受故障特征頻率的幅值調(diào)制，這樣就不能檢測到受共振激勵(lì)的故障存在，也不能診斷出軸承出現(xiàn)故障的部件。而包絡(luò)分析為提取出周期激勵(lì)或共振中的幅值調(diào)制提供了手段。
1 模擬包絡(luò)分析
計(jì)算窄帶包絡(luò)曲線的經(jīng)典方法是使用模擬電路對模擬振動(dòng)信號進(jìn)行帶通濾波，圍繞結(jié)構(gòu)的共振頻率進(jìn)行濾波，然后使用半波或全波整流，接下來再用平滑電路去恢復(fù)近似的包絡(luò)信號。市場上可用的模擬電路包絡(luò)分析通常是個(gè)黑匣子。
包絡(luò)分析的困難之一是如何確定最佳的頻率范圍進(jìn)行分析。市場上絕大多數(shù)可用的模擬電路包絡(luò)分析設(shè)備都有許多固定的頻率范圍可用。
展開 如果對存在多個(gè)調(diào)制現(xiàn)象或?qū)掝l帶的信號進(jìn)行包絡(luò)分析的話，必然給包絡(luò)分析帶來困難，導(dǎo)致分離不出緩變的信號，或者分不清楚主要的緩變信號的頻率成分。因此，在進(jìn)行包絡(luò)分析之前，必須要進(jìn)行濾波處理，以確定關(guān)心的頻率范圍。因此，對于包絡(luò)分析而言，通過帶通濾波確定感興趣的頻帶是必要的準(zhǔn)備工作。
對于希爾伯特-包絡(luò)分析而言，其分析步驟如下：
第一步：對原始時(shí)域信號進(jìn)行FFT分析確定感興趣的頻帶。通常可以從以下兩個(gè)方面來確定感興趣的頻帶：根據(jù)頻譜中的峰值對比已知的軸承缺陷頻率或?qū)Ρ攘己玫妮S承的頻譜。如果沒有良好的軸承的頻譜，那么，也可以從FFT頻譜圖中存在的調(diào)制現(xiàn)象來確定感興趣的頻帶，如圖1所示，一次分析時(shí)可以只關(guān)心一處調(diào)制現(xiàn)象，從而確定以載波頻率為中心頻率，以最外側(cè)的邊頻帶頻率作為感興趣頻帶的邊界確定感興趣的帶寬。
第二步：根據(jù)上一步確定的頻帶進(jìn)行時(shí)域帶通濾波。濾掉干擾信號，使濾波后的時(shí)域信號僅包含要解調(diào)的成分。如果對帶通濾波后的信號進(jìn)行FFT分析，得到的頻譜仍是寬頻的高頻成分，或者是在這個(gè)頻帶內(nèi)調(diào)制復(fù)雜，直接得不到包絡(luò)頻率，如圖2所示。
第三步：對帶通濾波后的時(shí)域信號進(jìn)行希爾伯特變換：將濾波后的時(shí)域信號相位移動(dòng)90度，使其成為解析信號的虛部。
第四步：計(jì)算由上一步得到的解析信號的幅值，得到包絡(luò)曲線。在某些情況下，可能還需要對包絡(luò)曲線進(jìn)行低通濾波，以進(jìn)一步濾掉其他信號。
第五步：計(jì)算包絡(luò)曲線的FFT，從而得到包絡(luò)譜，如圖2所示。當(dāng)然圖中的包絡(luò)譜頻率單一，但現(xiàn)實(shí)情況可能并非如此。
展開 經(jīng)過小編一番深思熟慮，終于找到了一個(gè)方法，就是利用Proe的“收縮包絡(luò)”功能。
以下面的模型為例簡單介紹。
方法：
1.首先我們在組件環(huán)境下創(chuàng)建一個(gè)零件，點(diǎn)擊右側(cè)工具欄的“創(chuàng)建”按鈕，按照下圖進(jìn)行設(shè)置。
創(chuàng)建方法選擇“創(chuàng)建特征”，即利用現(xiàn)有的組件參照創(chuàng)建新的幾何特征。
點(diǎn)擊確定，此時(shí)我們可以在模型樹看到一個(gè)PRT0001.PRT的零件并且這個(gè)零件處于激活狀態(tài)。
2.點(diǎn)擊【插入】-【共享數(shù)據(jù)】-【收縮包絡(luò)】，我們可以看到下圖所示的控制面板。點(diǎn)擊【子集】按鈕。
彈出下面的窗口，我們可以在這個(gè)窗口中選擇需要的包絡(luò)的零件。
當(dāng)然也可以忽略一些零件，取消勾選相應(yīng)的零件即可忽略。
因?yàn)槲覀兿胍獙⒄麄€(gè)組件轉(zhuǎn)換為零件，所以就保留全部的零件，點(diǎn)擊確定。
3.選擇【自動(dòng)收集所有實(shí)體曲面】，如下圖所示。
在控制面板點(diǎn)擊【選項(xiàng)】，在“生成幾何選項(xiàng)”欄中勾選“實(shí)體化生成的幾何”，可以通過是否取消勾選“從屬”來保留父子關(guān)系，點(diǎn)擊控制面板上的勾號完成。
4.在模型樹中打開PRT0001.PRT，我們可以看到這個(gè)零件與組件一模一樣。創(chuàng)建了一個(gè)截面，我們可以看到已經(jīng)成功創(chuàng)建了一個(gè)實(shí)體。
5.收縮包絡(luò)特征是關(guān)聯(lián)的，比如我們修改零件的尺寸或在添加或移除元件時(shí)，“收縮包絡(luò)”特征會更新。如果希望避免無用的重生循環(huán)，可以取消選擇選項(xiàng)下面的“從屬”。
現(xiàn)在我們就改變組件中的一個(gè)零件的尺寸。
更改后的組件如下圖所示。
6.打開PRT0001，在模型樹選擇收縮包絡(luò)特征，鼠標(biāo)右擊選擇“更新收縮包絡(luò)”。
展開 第五步：結(jié)果查看
程序執(zhí)行完畢后，會在CAE界面下方打印出總的包絡(luò)面積，如下：
同時(shí)，在CAE模型中會新增一個(gè)名為surface的平面零件，該平面即為所有鋪層損傷面積的包絡(luò)尺寸，如下圖所示。
將該surface零件與原零件裝配到一起可以對比查看損傷的總包絡(luò)，如下圖所示，比較直觀一些（紅線包絡(luò)區(qū)域?yàn)閾p傷區(qū)域）。
(4)其他測試
針對自定義VUMAT沖擊損傷模型，上述程序也可以執(zhí)行，例如以下沖擊損傷模型，SDV_DMT代表的是基體拉伸損傷.
執(zhí)行后的結(jié)果如下：
除了面內(nèi)損傷，還可以看表征分層損傷的變量QUADSCRT和SDEG
目前僅提供Abaqus6.13 、Abaqus6.14、Abaqus2017、Abaqus2018四個(gè)版本的執(zhí)行程序（非源代碼），其他版本Abaqus無法保證可用。
上述版本的插件執(zhí)行代碼為付費(fèi)內(nèi)容咯，點(diǎn)擊購買可直接下載插件及測試模型。
【注】本文首發(fā)“復(fù)合材料力學(xué)”微信公眾平臺及“技術(shù)鄰”，未經(jīng)允許請勿轉(zhuǎn)發(fā)。
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包絡(luò)的最新內(nèi)容
使用包絡(luò)載荷計(jì)算出的板屈曲結(jié)果，清晰地突出顯示了全局X和Y方向上應(yīng)力過載的區(qū)域。圖例進(jìn)行了更新，以提升可視化效果，使工程師能夠高效地找出合規(guī)性問題。（視頻見原文）
我們使用包絡(luò)載荷來計(jì)算板屈曲。軟件突出顯示了板件在X和Y方向上應(yīng)力過載的區(qū)域，并更新了圖例，以確保清晰易懂。
同樣地，工具在DNV標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)證流程上也展現(xiàn)出了相同的效率水平。
定義設(shè)計(jì)空間：
· 根據(jù)控制臂的安裝點(diǎn)（襯套和球鉸）和輪轂連接點(diǎn)，創(chuàng)建一個(gè)盡可能大的包絡(luò)體（Bounding Box）作為初始設(shè)計(jì)區(qū)域。本文擺臂設(shè)計(jì)空間與非設(shè)計(jì)空間如圖1所示：
圖1 擺臂拓?fù)鋬?yōu)化模型
2. 設(shè)定非設(shè)計(jì)區(qū)域：
· 關(guān)鍵區(qū)域：安裝點(diǎn)（必須保留實(shí)體以安裝襯套和球鉸）、與車輪連接的螺栓孔等。這些區(qū)域在優(yōu)化中保持不變。
3.
高斯過程不僅能給出精確的預(yù)測曲線，更能進(jìn)行嚴(yán)格的不確定性量化（UQ），輸出帶有95%置信區(qū)間的預(yù)測包絡(luò)帶 。這意味著，當(dāng)輸入一種模型從未見過的極端奇異織構(gòu)時(shí)，它會通過變寬的陰影帶誠實(shí)地發(fā)出“誤差警告”，極大地提升了工程預(yù)測的可靠性與安全性 。
該特征載荷路徑能夠?qū)?fù)雜、多維的載荷包絡(luò)進(jìn)行精確表征、離散化，并用于高度非線性響應(yīng)的插值。
#HexaRev 先進(jìn)的六自由度運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)旨在克服傳統(tǒng)六足平臺的局限，即使在制動(dòng)和過彎等綜合動(dòng)作中，也能保持更大的可用運(yùn)動(dòng)包絡(luò)。這使得工程師能夠更準(zhǔn)確地感知高動(dòng)態(tài)條件下的車輛行為。
結(jié)合 #HyperDock 輕便且高剛度的駕駛艙，降低了質(zhì)量和慣性，重心更低，使系統(tǒng)響應(yīng)更靈敏，運(yùn)動(dòng)提示更精準(zhǔn)。
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作，從光學(xué)組件的位置以及設(shè)備必須適應(yīng)的包絡(luò)范圍/空間邊界（包括質(zhì)量）開始。工程師以力、加速度和溫度變化的形式評估外部載荷，以了解每個(gè)組件可能移動(dòng)或變形的程度，并確保結(jié)構(gòu)不會永久變形或斷裂。此外，他們還會修改設(shè)計(jì)，以隔離灰塵、化學(xué)品、水分和光線等不必要的污染物。
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的另一部分工作是熱管理。
#HexaRev 先進(jìn)的六自由度運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)旨在克服傳統(tǒng)六足平臺的局限，即使在制動(dòng)和過彎等綜合動(dòng)作中，也能保持更大的可用運(yùn)動(dòng)包絡(luò)。這使得工程師能夠更準(zhǔn)確地感知高動(dòng)態(tài)條件下的車輛行為。
結(jié)合 #HyperDock 輕便且高剛度的駕駛艙，降低了質(zhì)量和慣性，重心更低，使系統(tǒng)響應(yīng)更靈敏，運(yùn)動(dòng)提示更精準(zhǔn)。
建模總結(jié)—元件
輸出脈沖--剩余相位頻率
輸出脈沖—時(shí)域脈沖包絡(luò)
因此，需要將優(yōu)化空間進(jìn)行包絡(luò)填充。初始設(shè)計(jì)方案數(shù)據(jù)見圖9和圖10。填充拓?fù)淇臻g后數(shù)據(jù)見圖11和圖12。
為了讓拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果符合制造工藝條件約束且結(jié)果更具有明確的指導(dǎo)意義。拓?fù)鋬?yōu)化分析設(shè)置增加了最小成員尺寸，拔模方向和模式組制造約束。
[VirtualLab] 色散介質(zhì)中的脈沖展寬5個(gè)月前
建模任務(wù)
兩個(gè)域中的輸入脈沖
不同材料的色散特性
分析相位與頻率的關(guān)系
輸出脈沖 - 頻率上的殘余相位
輸出脈沖 - 時(shí)間脈沖包絡(luò)
VirtualLab Fusion一瞥
VirtualLab
