模態測試與仿真分析的案例
網絡研討會 | 1月7日模態測試、分析與仿真，點擊立刻報名
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</div><p class="ql-align-justify"><br></p><p><strong>研討會主題：</strong></p><p>模態測試、分析與仿真</p><p><strong>研討會內容：</strong></p><ul><li class="ql-align-justify">模態測試的目的和方法</li><li class="ql-align-justify">如何利用有限元仿真數據進行建模和優化測點選擇</li><li class="ql-align-justify">模態參數識別和驗證</li><li class="ql-align-justify">模態分析結果如何與有限元仿真結果進行相關</li><li>上述內容的演示</li></ul><p><strong>研討會時間</strong></p><p>2025年1月7日（周二）下午14:00-15:00</p><p class="ql-align-center"><img src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/OZOcVSxAOZWxe86eG9TQ82xG3IGg3ibIkhiamb7JoZo0rQXia0lXxLonknXWmYjNaiaQMiazMLlGkRtmnC1wT85RVtw/640?
展開 實驗模態分析和仿真模態分析的意義 ￥1
模態試驗時測試點所得到的信息要求有盡可能高的信噪比，因此測試點不應該靠近節點。在最佳測試點位置其ADDOF(Average Driving DOF Displacement)值應該較大，一般可用EI(Effective Independance)法確定最佳測試點。
6. 模態參數有那些？
模態參數有：模態頻率、模態質量、模態向量、模態剛度和模態阻尼等。
7. 什么是主模態、主空間、主坐標？
無阻尼系統的各階模態稱為主模態，各階模態向量所張成的空間稱為主空間，其相應的模態坐標稱為主坐標。
8. 什么是模態截斷？
理想的情況下我們希望得到一個結構的完整的模態集，實際應用中這即不可能也不必要。實際上并非所有的模態對響應的貢獻都是相同的。對低頻響應來說，高階模態的影響較小。對實際結構而言，我們感興趣的往往是它的前幾階或十幾階模態，更高的模態常常被舍棄。這樣盡管會造成一點誤差，但頻響函數的矩陣階數會大大減小，使工作量大為減小。這種處理方法稱為模態截斷。
9. 什么是實模態和復模態？
按照模態參數（主要指模態頻率及模態向量）是實數還是復數，模態可以分為實模態和復模態。對于無阻尼或比例阻尼振動系統，其各點的振動相位差為零或180度，其模態系數是實數，此時為實模態；對于非比例阻尼振動系統，各點除了振幅不同外相位差也不一定為零或180度，這樣模態系數就是復數，即形成復模態。
10. 模態分析和有限元分析怎么結合使用？
1）利用有限元分析模型確定模態試驗的測量點、激勵點、支持點（懸掛點），參照計算振型隊測試模態參數進行辯識命名，尤其是對于復雜結構很重要。
2）利用試驗結果對有限元分析模型進行修改，以達到行業標準或國家標準要求。
展開 模態分析振動與噪聲測試技術和信號處理與軟計算
配合國家專業技術人才知識更新工程，幫助廣大企業專業技術人員更好地理解和掌握相關信號處理和圖像處理理論/技術及模態分析，振動與噪聲測試這些技術。從而提高自身專業技術水平。我會定于2012年8月16日—22日在杭州舉辦“信號處理與軟計算–及其工程應用”、“模態分析、振動與噪聲測試技術及其應用”兩個高級研修班，授課將以理論與實踐相結合的方式。望各相關單位組織技術骨干積極報名參加。
線下培訓 | 6月上海結構動力學模態測試與分析培訓
本培訓旨在幫助用戶了解模態試驗與分析的目的，掌握在應對結構共振、受迫振動問題時的工具和手段，熟悉結構建模、測量選點規劃、力錘和激振器安裝、激勵和測試與各種分析方法，以及有限元相關分析工具。本培訓班將采用理論課程和實際動手操作相結合的形式，以手把手的教學、豐富的案例分析來幫助用戶掌握BK Connect模態測試與分析工具的使用。
主題：結構動力學模態測試與分析培訓
日期：2023年6月14-15日（周三、四）
地點：
上海市徐匯區田州路99號13號樓新安大樓102室
報名截止日期：
2023年
6月7日
培訓內容：
幾何建模、激勵技術、模態測試和模態分析、模態相關分析、有限元相關、工作狀態變形分析、運行模態
費用
2500元/人。
* 對軟件在1年期維護與升級協議期內的用戶提供1個免費名額，附加席位享受20%優惠
* 提供M1信息或BKID，可代查免費名額情況
（點擊了解如何查找M1信息及BKID）
備注
參加培訓的人員需自帶電腦并安裝相關軟件，建議方便攜帶LAN-XI模塊的用戶自帶模塊和所持有傳感器，以便手把手進行操作輔導和練習，并與您日常測量設備和習慣相一致。
住宿及交通由用戶自行預定，費用自理。
注意事項
報名采取先到原則，人數最多30人；報名成功后將以短信或郵件的方式發送確認信息，請注意查收。
以下場次計劃中，敬請期待......
展開 
2017.03.16-17-上海-模態測試分析技術高級培訓班
模態測試分析技術高級培訓班
2017年3月16-17日，上海
為了給用戶持續更新模態分析方法的最新進展，通過探索系統動力學和結構模態分析找出噪聲、振動和耐久性問題的根本原因，Siemens PLM Software將在上海舉辦為期兩天的模態測試分析技術高級培訓課程。
模態測試分析包括采集和分析兩個階段，可以幫助用戶降低產品的噪音水平，并找到噪聲源（如消除部件開裂問題）。利用模態分析，用戶可以深入了解產品的系統動力學特性，使得系統動力學設計對產品開發決策帶來積極的影響。用戶也可以使用模態測試和分析的結果來檢測產品的變化或損壞，以便及時采取優化對策。
本次課程主要面向希望學習模態測試分析理論及實踐的工程師和技術經理。
展開 網絡課程 | 4月20日模態測試與分析，力錘和激勵器法培訓，點擊立刻報名
或掃描如下二維碼報名：
培訓內容
試驗模態分析總覽
如何進行力錘法和激振器法模態試驗
激勵技術
模態指示函數
模態參數識別（曲線擬合）
模態參數驗證
問與答
培訓時間
4月20日下午14:00-15:00
培訓對象
該課程的目標人員為從事模態測試與分析的技術和管理人員、從事結構動力學分析與仿真的技術和管理人員等
費用
免費
備注
培訓將通過網絡授課的方式進行，請自備具備上網條件的電腦
報名方式：點擊這里，即可報名
或掃描如下二維碼報名：
您還可以通過如下方式聯系我們，了解更多產品與應用詳情：
郵箱：cn.info@bksv.com
網址：www.bksv.cn
電話：400-900-3165（周一至周五9:00-18:00）
展開 手機跌落測試的仿真分析
要評估一個電子產品受到撞擊載荷時的響應，需要結合實驗測試和仿真分析。與物理實驗相比，仿真分析有著明顯的優勢：在設計過程中，任意階段都可以進行模擬，同時成本低，能夠提供詳細的結果和模型上任意點的信息（應力、應變、加速度等等）。手機是我們工作和生活中經常使用的電子設備，下面我們將為大家分享一個手機跌落仿真分析的案例。
分析背景：
手機從 1.5 米處自由跌落到大理石地板。
【仿真平臺性能測試】Fluent旋轉機械穩態分析
前言
CFD是工業仿真領域重要的分支之一，也是高性能計算的主要應用場景之一。本期選取了CFD領域的典型場景，穩態仿真計算案例——基于MRF方法的旋轉機械流場分析，我們選用的軟件是CFD領域最常用的仿真軟件Fluent。我們來看下基于“神工坊”高性能工業仿真平臺”的CFD穩態計算，和其他仿真云平臺效率對比的情況。
模擬與網格
我們采用某品牌空調室外機作為穩態分析的仿真模型，如下圖所示，左側與后側的進口流域，以及前側的出口流域都考慮到計算中，并對空調內部結構簡化后進行網格劃分，最終網格單元數868萬，其中，風扇葉片的旋轉速度是850rpm。
求解設置
根據該款旋轉機械的相關參數，經過理論計算得到該旋轉機械的最大速度為25.6m/s，折合馬赫數為0.075，為不可壓縮流動，故選擇壓力基求解器，湍流模型選用了適用于旋轉機械的k-ε Realizable模型。對于動區域計算模型，本次穩態計算選擇了網格靜止不動的MRF旋轉坐標系法，計算迭代步數400步，相關設置如下。
仿真結果
迭代完成之后仿真云圖如下所示：
仿真平臺對比
我們進行Fluent旋轉機械穩態分析時,“神工坊”高性能工業仿真平臺與其他兩家仿真云平臺的硬件參數如下表所示：
計算過程中三個平臺的一些輸出日志如下圖所示：
本次仿真并行規模分別選取了16核、32核、64核、128核（受限于另外兩個平臺無法進行跨節點并行，并行規模無法進一步擴大），我們在“神工坊”平臺進行了256核等更大規模的并行計算，結果顯示計算用時會進一步縮短。
“神工坊”高性能工業仿真平臺與其他幾家仿真云平臺的計算時間如下圖所示，其中，由于仿真云平臺2最高只能64核并行使用，故圖表中無仿真云平臺2并行規模為128核的結果。
展開 【仿真平臺性能測試】Abaqus顯式求解分析
可以發現，“神工坊”高性能仿真平臺（點擊了解詳情）進行顯式動力學仿真分析時，仿真計算所用的時間隨著計算所用核數的增加而持續減少，反觀仿真云平臺1，其計算所用時間在使用到64核、128核時，時間反而有了增加。
不僅如此，在使用相同的計算核數時，“神工坊”高性能仿真平臺計算所用時間也遠短于其他仿真云平臺，并且“神工坊”高性能仿真平臺在使用32核的計算時間比其他仿真云平臺使用64、128核的計算時間更短。
4
結論
綜上所述，“神工坊”高性能仿真平臺在進行Abaqus顯式求解分析時，其
性能優于其他仿真云平臺
。
“神工坊”高性能仿真平臺以超算HPC集群作為硬件支撐，加上“神工坊”對于仿真軟件進行了CPU的適配與優化，不僅能夠實現跨節點大規模并行計算，還縮短了在結構設計中對碰撞、沖擊等仿真所需時間，提高了設計工作效率，為產品的設計優化工作提速。
十四五期間，工業數字化將是工業轉型升級的主路線?！吧窆し弧北帧八懔x能、協同創新”的理念，爭做“先進算力到仿真算能的轉換器”、“離散機理和垂直仿真場景的連接器”，助力我國工程仿真技術實現跨越發展，支撐重大裝備研制創新和工業設計研發數字化轉型。
展開 設計仿真 | 應用Adams/vibration模塊分析整車剛體模態
圖2：加載Adams/Vibration插件
2.3 整車仿真分析，輸出腳本文件
圖3：選擇maintain仿真工況
在模態分析之前必須進行一次成功的整車仿真分析，工況一般選擇maintain直線行駛工況，軟件自動靜平衡、線性化、形成腳本文件。
圖4：maintain工況設定
運行整車直線工況分析，不能出現error信息，如果計算報錯，檢查提示信息、動畫曲線等，重新調試整車，保證整車順利完成一個整車分析工況。
2.4 Adams/Vibration模態分析步驟
1）選擇分析工況；
2）輸入分析名稱；
3）選擇2.3整車分析工況中自動形成的腳本文件（也可以自己編寫，但是A/car中的腳本命令比較復雜）；
4）選擇能量計算信息窗口；
5）選擇相應選項；
6）OK
圖5：模態分析設置步驟
分析結果查看及處理
3.1查看分析結果
加載Adams后處理界面，查看模態分析后處理結果及振型動畫。
1）首先加載模態分析結果
圖6：加載模態分析結果
3.2 讀取模態分析結果
2）點擊table of eigencalues按鈕，查看模態信息。
圖7：查看模態信息
圖8：模態信息窗口
3.3 觀察模態振型
3）選擇第21階頻率動畫，觀察其運動特性，發現其振型是車身的俯仰振動，其值是由前后懸架剛度及簧載質量決定的。
圖9：查看21階振型動畫
在實際工程應用中，可以觀察、記錄及優化比如車身的俯仰、側傾，動力總成的垂直、扭轉等總成的在整車下的振動特性。
展開 聲學仿真專題 | 直管的聲腔模態分析
1 建模
兩端封閉直管內的空氣模型如下圖所示：
2 材料參數
空氣的密度和聲速如下圖所示：
3 網格劃分
有限元模型如下圖所示：
4 分析設置
聲腔模態分析的設置如下：
5 分析結果
前六階非零模態頻率如下：
6 對比理論解
理論解如下，驗證了仿真結果的正確：
7 兩端封閉直管改為一端封閉、一端打開
只需要在分析設置上稍作修改，兩端封閉的直管就可以變為一端封閉一端打開的直管，如下圖所示：
8 分析結果
前六階非零模態頻率如下：
9 對比理論解
理論解如下，驗證了仿真結果的正確：
10 兩端封閉直管改為兩端打開
只需要在分析設置上稍作修改，兩端封閉的直管就可以變為兩端打開的直管，如下圖所示：
11 分析結果
前六階非零模態頻率如下：
12 對比理論解
理論解如下，驗證了仿真結果的正確：
展開 
【仿真平臺性能測試】Fluent旋轉機械瞬態分析
“神工坊”秉持“算力賦能、協同創新”的理念，爭做“先進算力到仿真算能的轉換器”、“離散機理和垂直仿真場景的連接器”，助力我國工程仿真技術實現跨越發展，支撐重大裝備研制創新和工業設計研發數字化轉型。（本文作者：郯俊建）
【仿真平臺性能測試】專題后續還將發布“Abaqus隱式靜力學分析”、“Abaqus顯示動力學分析”、“Fluent穩態仿真分析”測評，感興趣的小伙伴可以繼續關注本專題文章。
從單電芯的擠壓、針刺測試到整車碰撞仿真的熱失控分析
Principle R&D Engineer
視頻鏈接：從單電芯的擠壓、針刺測試到整車碰撞仿真的熱失控分析
技術校對：王強， Ansys高級應用工程師；整理編輯：俞琴
基于optistruct干/濕模態仿真對比分析 ￥50
通常進行的模態分析都是在空氣中進行，由于空氣密度小，對計算結果影響小，在計算時通常忽略了空氣的作用，默認為真實條件進行模態分析。對于受流體作用的結構，由于流體密度相對空氣密度大，在進行模態分析時需要考慮液體與固體的耦合作用。將默認的真空條件下進行的模態分析稱為干模態分析，考慮了液固耦合作用模態計算的稱為濕模態分析。本案例重點在于講述如何在optistruct中進行濕模態分析，同時也給出了干模態的結果進一步對比二者之間的差異。
濕模態分析結果動畫
干模態分析結果動畫
濕模態前六階模態頻率分別為11.36Hz、20.43Hz、27.51Hz、30.89Hz、39.48Hz、39.58Hz；干模態前六階模態頻率分別為13.60Hz、25.27Hz、36.54Hz、48.86Hz、52.31Hz、60.39Hz。
展開 基于optistruct模態貢獻量仿真分析-01 ￥50
模態貢獻量分析是基于結構模態的頻響分析，一般被用來分析診斷低頻振動問題，在汽車行業處理異響、抖動問題仿真分析中應用尤為顯著，如NTF優化問題中等。 通過模態貢獻量仿真分析我們可以找出問題峰值是哪一階模態貢獻最大，它是正貢獻還是負貢獻。對正貢獻量大的模態進行抑制，對關注的峰值頻率進行優化。
本節案例重點介紹模態貢獻量（模態參與因子MPF）仿真分析。
單個峰值點模態貢獻量柱狀圖
單個峰值點模態貢獻量極坐標圖
全頻段模態貢獻量曲線圖
全頻段模態貢獻量沙圖
我們可以根據響應點得到的曲線，分析我們需要關注的峰值點，看看哪一階模態的貢獻量最大，然后單獨對這一階模態進行優化。本案例模型及相關操作見附件、收費內容部分，凡購買本案例的朋友，結合附件中的模型及相關操作說明在仿真操作上還有什么疑問，請與我溝通交流。
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