試驗?zāi)B(tài)分析
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試驗?zāi)B(tài)分析的視頻教程
模態(tài)測試與分析；力錘和激勵器法
模態(tài)測試與分析；力錘和激勵器法 適用人群：從事模態(tài)測試與分析的技術(shù)和管理人員、從事結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析與仿真的技術(shù)和管理人員等 模態(tài)測試與分析；力錘和激勵器法【已結(jié)束】 直播時間：2021-04-20 14:00 培訓(xùn)內(nèi)容 · 試驗?zāi)B(tài)分析總覽 · 如何進(jìn)行力錘法和激振器法模態(tài)試驗 · 激勵技術(shù)
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振動與結(jié)構(gòu)動力學(xué)測試
振動與結(jié)構(gòu)動力學(xué)測試 培訓(xùn)內(nèi)容 1.結(jié)構(gòu)動力學(xué)簡介 2.工作變形分析(Operating Deflection Shapes, ODS) 3.試驗?zāi)B(tài)分析(Experimental Modal Analysis, EMA) 4.工作模態(tài)分析(Operating Modal Analysis, OMA) 5.模型相關(guān)性分析(Model Correlation)
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振動與結(jié)構(gòu)動力學(xué)測試
本課程作為結(jié)構(gòu)動力學(xué)系列網(wǎng)絡(luò)課程的第四部分，主要介紹使用模態(tài)分析的定義及作用、幾何建模和測量DOF優(yōu)化、如何通過力錘法、激勵器法進(jìn)行模態(tài)測試，模態(tài)參數(shù)識別基礎(chǔ)、模態(tài)分析結(jié)果驗證、試驗?zāi)B(tài)分析結(jié)果與有限元模態(tài)分析結(jié)果之間的相關(guān)性分析等。 點擊這里，咨詢B&K產(chǎn)品信息：https://www.bksv.com/zh/request-a-quote
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試驗?zāi)B(tài)分析的實例教程
分析結(jié)果
3.1 理論計算分析結(jié)果和試驗分析結(jié)果
理論和試驗?zāi)B(tài)分析僅考慮了白車身自身的質(zhì)量和剛度,分析計算了白車身的自然模態(tài)頻率和振型。理論分析頻率范圍為0～80Hz, 試驗分析頻率范圍為0～100Hz，各階模態(tài)的理論和試驗分析結(jié)果如表1所示。
表1 白車身模態(tài)的理論計算和試驗分析結(jié)果
3.2 主要振型圖
白車身有限元理論模態(tài)分析結(jié)果的前幾階模態(tài)振型圖，如圖1～4所示。
圖1 一階模態(tài)振型（縱向彎曲）
圖2 二階模態(tài)振型（扭轉(zhuǎn)）
圖3 三階模態(tài)振型（橫向彎曲和扭轉(zhuǎn)組合）
圖4 五階模態(tài)振型
（整車扭轉(zhuǎn)、駕駛室和風(fēng)窗對角扭轉(zhuǎn)變形）
分析結(jié)果討論
4.1 有限元模型精度驗證
有限元模型必須有較高精度，這樣其分析結(jié)果才是可信的，其分析結(jié)論才能在產(chǎn)品設(shè)計中實際使用。從表1的理論和試驗分析結(jié)果可知，理論和試驗分析的前三階模態(tài)是非常一致的，其前3階模態(tài)的對比分析結(jié)果如表2所示。
表2 前3階模態(tài)對比
在4階以上模態(tài)，分析表1的計算和試驗結(jié)果，可以發(fā)現(xiàn)在階次錯位的情況下，其頻率和振型是一致的，即理論模態(tài)的第5階以后和試驗?zāi)B(tài)的第7階以后，各階模態(tài)在頻率和振型上是一致的。
理論分析在30～40Hz段沒有模態(tài)，試驗分析在該段有2個局部模態(tài)，其原因有兩方面，其一是模型的簡化造成局部模態(tài)的改變；其二是試驗誤差和數(shù)據(jù)處理誤差造成的虛假局部模態(tài)。而有限元模型建立時，對其結(jié)構(gòu)未作大的簡化，分析方法采用的是LANCZOS算法，這基本可以判斷理論計算的結(jié)果是可信的，試驗時在30～40Hz段出現(xiàn)的局部模態(tài)是試驗誤差和數(shù)據(jù)理誤差造成的。去掉這兩個局部模態(tài)，則理論和試驗是基本一致的，并且計算精度較高。
展開 對動態(tài)物體進(jìn)行模態(tài)分析可以簡單的理解為,求其各階振型及對應(yīng)的自振頻率。
模態(tài)分析是研究結(jié)構(gòu)動力特性一種近代方法，是系統(tǒng)辨別方法在工程振動領(lǐng)域中的應(yīng)用。模態(tài)是機(jī)械結(jié)構(gòu)的固有振動特性，每一個模態(tài)具有特定的固有頻率、阻尼比和模態(tài)振型。這些模態(tài)參數(shù)可以由計算或試驗分析取得，這樣一個計算或試驗分析過程稱為模態(tài)分析。這個分析過程如果是由有限元計算的方法取得的，則稱為計算模態(tài)分析；如果通過試驗將采集的系統(tǒng)輸入與輸出信號經(jīng)過參數(shù)識別獲得模態(tài)參數(shù)，稱為試驗?zāi)B(tài)分析。通常，模態(tài)分析都是指試驗?zāi)B(tài)分析。振動模態(tài)是彈性結(jié)構(gòu)的固有的、整體的特性。如果通過模態(tài)分析方法搞清楚了結(jié)構(gòu)物在某一易受影響的頻率范圍內(nèi)各階主要模態(tài)的特性，就可能預(yù)言結(jié)構(gòu)在此頻段內(nèi)在外部或內(nèi)部各種振源作用下實際振動響應(yīng)。因此，模態(tài)分析是結(jié)構(gòu)動態(tài)設(shè)計及設(shè)備的故障診斷的重要方法。
機(jī)器、建筑物、航天航空飛行器、船舶、汽車等的實際振動千姿百態(tài)、瞬息變化。模態(tài)分析提供了研究各種實際結(jié)構(gòu)振動的一條有效途徑。首先，將結(jié)構(gòu)物在靜止?fàn)顟B(tài)下進(jìn)行人為激振，通過測量激振力與胯動響應(yīng)并進(jìn)行雙通道快速傅里葉變換（FFT）分析，得到任意兩點之間的機(jī)械導(dǎo)納函數(shù)（傳遞函數(shù)）。用模態(tài)分析理論通過對試驗導(dǎo)納函數(shù)的曲線擬合，識別出結(jié)構(gòu)物的模態(tài)參數(shù)，從而建立起結(jié)構(gòu)物的模態(tài)模型。根據(jù)模態(tài)疊加原理，在已知各種載荷時間歷程的情況下，就可以預(yù)言結(jié)構(gòu)物的實際振動的響應(yīng)歷程或響應(yīng)譜。
近十多年來，由于計算機(jī)技術(shù)、FFT分析儀、高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以及振動傳感器、激勵器等技術(shù)的發(fā)展，試驗?zāi)B(tài)分析得到了很快的發(fā)展，受到了機(jī)械、電力、建筑、水利、航空、航天等許多產(chǎn)業(yè)部門的高度重視。已有多種檔次、各種原理的模態(tài)分析硬件與軟件問世。
展開 客車車身試驗?zāi)B(tài)分析及其在車身定型中的應(yīng)用
摘 要：本文在有限元軟件HyperWorks中建立了車架的有限元模型，并通過OptiStruc求解器進(jìn)行模態(tài)計算，將理論模態(tài)分析結(jié)果與試驗?zāi)B(tài)分析結(jié)果進(jìn)行了對比，對比結(jié)果證明了理論分析和試驗分析基本一致，說明有限元模型是正確合理的，是對車架進(jìn)一步進(jìn)行理論計算的基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞：HyperWorks 車架 模態(tài)分析有限元
1 前言
重型汽車車架是一個無限多自由度的振動系統(tǒng)，在外界的時變激勵下將產(chǎn)生振動。當(dāng)外界激振頻率與系統(tǒng)的固有頻率接近時，將產(chǎn)生共振。共振將會使得乘員感覺不舒服，帶來噪聲和早期疲勞破壞。因此，合理的車架模態(tài)對提高整車的整車的可靠性和NVH性能等有十分重要的意義。在汽車產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)過程中，預(yù)先掌握所設(shè)計產(chǎn)品的動態(tài)特性，使所設(shè)計的產(chǎn)品滿足動態(tài)特性要求，對車輛的動態(tài)特性是非常重要的。可以從兩個方面獲得產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的固有振動頻率和振型，一種方法是通過試驗的方法，對樣車進(jìn)行模態(tài)試驗，識別出結(jié)構(gòu)的各階模態(tài)頻率和振型，另一種方法是通過理論分析計算，分析計算出結(jié)構(gòu)的各階模態(tài)和振型。試驗方法的局限性是必須在設(shè)計樣車制造出來之后，才能進(jìn)行試驗分析。通過對實際樣車的試驗分析，得出產(chǎn)品的基本動態(tài)特性，如果不能滿足設(shè)計需求，需要重新設(shè)計，然后再生產(chǎn)樣車試驗。如此往復(fù)多次，才能得到一個較為滿意的產(chǎn)品。但是產(chǎn)品開發(fā)周期長費用高，不能夠迅速推出產(chǎn)品，占領(lǐng)市場，對企業(yè)發(fā)展不利。理論計算分析則可以在設(shè)計的初始階段，不需要生產(chǎn)樣車，通過計算分析就能夠得到產(chǎn)品的各項動態(tài)性能指標(biāo)，這樣就很大程度上節(jié)省開發(fā)費用，并縮短研發(fā)周期。
本文利用有限元方法，采用HyperWorks軟件離散并建立了重型汽車車架的有限元模型，利用求解器計算，得出了車架的前十階自由模態(tài)頻率和振型，并和試驗?zāi)B(tài)進(jìn)行了對比。
展開 車架的，模態(tài)試驗振型如圖5所示：
a）車架一階振型 b）車架三階振型 c）車架四階振型
圖5 車架模態(tài)試驗振型
4 結(jié)論
有限元模型必須有較高精度，其分析結(jié)果才是可信的，其分析結(jié)論才能在產(chǎn)品設(shè)計中實際使用。
從以上的理論計算和試驗分析結(jié)果可知，第二階試驗?zāi)B(tài)則沒有在試驗中測出，分析其原因，由于在試驗過程中，車架的前后方向通過充氣輪胎內(nèi)胎進(jìn)行支撐，由于車架較重，導(dǎo)致支撐輪胎的外邊緣向上翻起，限制了車架的橫向自由度，其次是實驗數(shù)據(jù)的測試處理誤差造成的。除了第二階模態(tài)沒有測試出來之外，其它幾階理論與試驗?zāi)B(tài)是一致的。使用OptiStruct求解器得出的理論模態(tài)頻率與試驗?zāi)B(tài)頻率的誤差在10%以內(nèi)，計算精度較高，完全滿足工程設(shè)計的需求。車架有限元模型可以用來做進(jìn)一步的計算分析，分析車輛的力學(xué)特性，為設(shè)計提供理論依據(jù)。
5 參考文獻(xiàn)
[1] 馬天飛，王登峰，劉文平.重型商用車駕駛室白車身的模態(tài)分析與試驗研究.汽車工程，2009，（VO1.31)NO.7.
[2] 高云凱.汽車車身結(jié)構(gòu)分析.北京理工大學(xué)出版社，2006.
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模態(tài)分析介紹與案例（附帶完整建模及前后處理命令流）。模態(tài)分析的本質(zhì)就是研究系統(tǒng)的自由振動特性，確定一個結(jié)構(gòu)的固有頻率和振型。而固有頻率和振型是承受動態(tài)載荷結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要參數(shù)，所以，模態(tài)分可以作為其它動力學(xué)分析問題的起點。ansys的模態(tài)分析是線性分析，任何非線性特性，例如塑性，接觸單元等，即使定義了也將被忽略。
?它的主要用途：
（1）避免共振或使結(jié)構(gòu)以特定頻率進(jìn)行振動(例如橋梁設(shè)計)，
本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：
1、學(xué)習(xí)型仿真工程師
2、理工科院校學(xué)生
3、對有限元分析感興趣的工程師
你會得到什么：
1、學(xué)習(xí)引擎蓋三維模型的處理
2、學(xué)習(xí)模態(tài)分析步的建立
3、學(xué)習(xí)模態(tài)分析的邊界條件的施加
4、學(xué)習(xí)模態(tài)分析的載荷的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench引擎蓋模態(tài)分析
<p>鋼筋采用link10單元，通過溫差法施加預(yù)應(yīng)變</p><p>幾何模型</p><p><br></p><figure style="text-align: center;" class="ql-align-center">
<figure class="figure-image" contenteditable="false" data-img="https://img.jishulink.com
案例描述
在電子產(chǎn)品的振動與可靠性設(shè)計中，PCB 的模態(tài)分析至關(guān)重要。它用于確定電路板的固有頻率和振型，從而預(yù)測其在動態(tài)載荷下是否會發(fā)生共振，導(dǎo)致焊點失效、元件開裂或信號異常。本次將使用一塊電路板的模型來演示電路板的自然頻率/模態(tài)的提取過程，通過這一標(biāo)準(zhǔn)流程，可以明確識別出板上的脆弱區(qū)域，并為優(yōu)化布局、增加剛度或規(guī)避外部激勵頻率提供定量的工程依據(jù)。
分析目標(biāo)
本案例旨在通過規(guī)范的有限元分析流程
全文速讀：
在不同應(yīng)變速率下對鑄鐵和鑄鋁圓棒試樣進(jìn)行了單軸高速拉伸試驗，研究了它們的動態(tài)力學(xué)性能及斷裂情況，分析了相關(guān)因素對試驗的影響。結(jié)果表明：測試應(yīng)變、應(yīng)力的方法，試樣標(biāo)距長度及夾持端長度等對試驗準(zhǔn)確性和曲線振蕩程度有較大影響；使用比剛度和比強(qiáng)度高的夾具、短標(biāo)距試樣、應(yīng)變片測試應(yīng)力、兩臺相機(jī)測試應(yīng)變、適當(dāng)增加夾持端長度可以提高試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。
工程上對金屬材料的拉伸試驗通常要求應(yīng)變速率在
摘要
可用于嚴(yán)格分析光柵效率。在VirtualLab Fusion中，可以設(shè)置光柵系統(tǒng)、執(zhí)行嚴(yán)格的分析、并以不同的格式分析結(jié)果（例如光柵階次匯集、單值等）。與參數(shù)運行結(jié)合使用，可以在給定的參數(shù)空間上進(jìn)行掃描，以研究指定結(jié)構(gòu)在不同配置下的性能。
傅里葉模態(tài)法（FMM，也稱為RCWA）
[圖片]
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壓縮包里有詳細(xì)教程，計算模型，計算結(jié)果。分析汽車/機(jī)械等鈑金件模態(tài)靈敏度。
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我教程寫的非常詳細(xì)，每一步點哪里，設(shè)置那里都會用圖片顯示，用紅框標(biāo)出來。
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1.1 優(yōu)化設(shè)計概述
所謂優(yōu)化，是指最大化或最小化，而優(yōu)化設(shè)計是指尋找一種方案以滿足所有的設(shè)計要求，并且需要的支出最少。
優(yōu)化設(shè)計有兩種分析方法:解析法--通過求解微分與極值，求解出最小值;數(shù)值法--借助計算機(jī)和有限元，通過反復(fù)迭代逼近，求解出最小值。解析法需要列方程并求解微分方程，然而針對復(fù)雜的問題列方程和求解微分方程都是比較困難的，因此解析法常用于理論研究，很少應(yīng)用于工程中。
隨著計算機(jī)的發(fā)展
本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：
1、學(xué)習(xí)型仿真工程師
2、理工科院校學(xué)生
你會得到什么：
1、學(xué)習(xí)飛機(jī)機(jī)翼三維模型的處理
2、學(xué)習(xí)預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析步的建立
3、學(xué)習(xí)預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析的邊界條件的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench 飛機(jī)機(jī)翼預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析。
本案例完整得提供了分析相關(guān)所有的分析文件
