结构试验模态分析系统研究建议(有兴趣的可共同研究)

ddlluu

　　试验模态分析系统的组成：结构建模、数据采集、数据处理、参数识别。对频域法数据处理为频响函数的估计;对时域法数据处理为响应信号的处理;还有混合域法，如在时域识别复特征值，再回到频域中识别振型。各种方法采用的假设和模型不同，在应用上都有其局限性，因此要设计一个比较通用的试验模态分析系统，需要考虑各种参数识别方法，并在软件中留有添加其他参数识别方法的接口。围绕上述问题，从四个方面叙述试验模态分析系统的研究建议。
　　一.系统界面的设计
　　国内外试验模态分析软件大多采用多视图结构，一个功能对应一个视图，设计为结构建模子视图，数据采集子视图，数据处理子视图，参数识别子视图。采用工程打包形式，即打开或保存一个工程包含四大功能模块。主视图可采用树型控件，控制各个子视图，及文件管理等功能，可参考MEScope界面。界面设计时考虑各种不同识别方法中“数据处理”模块的界面不同，应该分别设计。
　　二.结构建模
　　试验模态分析不需要建立完整的结构模型，现有的试验模态分析软件仅仅给出结构的简化模型，而且结构模型的通用性不好，即模型不能和其他软件通用。因此在设计时，要考虑模型和其他软件的接口，其他软件可以调用试验模态分析系统中的模型，进行结构优化修改，或者试验模态分析系统可直接调用其他软件建立的模型，简化建模的步骤，模型接口的难点在于如何获捕获点，并对点进行控制。
　　模型建立可参考一般CAD软件，可建立点、线、面组成的各种模型。同时可随时对模型进行修改和编辑。
　　三.参数识别方法
　　针对不同的试验条件给出不同的参数识别方法，如不能测试激励信号时只能采用时域法即仅利用响应信号进行识别。
　　系统应包含各种常用的参数识别方法，针对不同结构可以选择不同方法。
　　传统的试验模态分析是针对没有工况下的结构，新近发展的ODS即工作模态参数识别就是在结构处于工况条件下识别模态参数，该方法能够反映结构在工况下的动力学特性，对结构的优化设计更具有指导意义。与传统的模态参数识别方法相比，ODS无论是在理论模型、分析手段还是计算方法上都更为复杂，如矩阵可能会出现病态情况，等等，如何保证数值分析的稳定性，值得研究。
　　系统中参数识别方法应保留接口，可随时添加新的参数识别方法，另外，不同的参数识别方法界面也会不同，应加以考虑，或者设计通用性比较好的界面。
　　四.完整性考虑
　　试验模态分析的目的一方面是为了评价现有结构系统的动态特性，识别系统的载荷，更重要的运用是为了在新产品设计中进行结构的优化设计，如模态分析得出在某点出振动较大，则在该点出应该施加减振设备或者对机械结构施加加强筋等使结构的固有频率远离结构在工况中的频率，难免发生共振。以此为目的，可研究试验模态分析与有限元结合做结构的优化设计。
　　优化设计内容为根据试验模态分析结果，对结构做优化设计，把结构导入到有限元软件中进行理论模态分析，或根据识别结果，在有限元软件中优化结构模型，对优化的模型进行理论模态分析，看是否满足工况下结构不发生共振。
　　此过程可和其他有限元软件联合完成，但必须考虑试验模态分析系统和有限元软件的接口;也可以和试验模态分析系统独立构成一个结构修改的优化系统。
　　[ 本帖最后由 ddlluu 于 2007-5-8 10:01 编辑 ]

jiamu

我们初步开发了一个基于matlab的振动信号采集和处理系统，所有的软件只利用一个软件平台，有兴趣的可以和我联系
jtjiang@ouc.edu.cn

ddlluu

没有人顶，自己顶一下先

Galaxy163

想产品化？

huangyi

我现在在学习模态识别算法，想用程序实现，但一直没有成功，不知哪位大侠能够指点小弟，谢谢了！