12 reviews

Модальное тестирование и модальный анализРешение для испытаний и анализа структурной динамики

Модальные испытания и модальный анализ являются незаменимыми инструментами для определения собственных частот, коэффициентов демпфирования и модальных форм любой конструкции. С помощью решения Dewesoft для модальных испытаний можно возбуждать конструкцию ударным молотком или несколькими модальными осцилляторами и легко измерять отклики. Поддерживаются тестовые установки SISO, SIMO, MISO и MIMO. Вы можете импортировать или рисовать геометрические фигуры, а также выполнять обширную визуализацию и анимацию. Расширение модального анализа предоставляет инструменты для оценки модальных параметров.

Dewesoft - это готовое к использованию модальное решение для экспериментального модального анализа (EMA), оперативных форм отклонений (ODS) и оперативного модального анализа (OMA). Система также включает в себя Бесплатные обновления программного обеспечения и пожизненная техническая поддержка.

IEPE

IEPE

Заряд

Заряд

Напряжение

Напряжение

Тензодатчики

Тензодатчики

Ускорение

Ускорение

Скорость

Скорость

Смещение

Смещение

Видео

Видео

Высокоскоростное видео

Высокоскоростное видео

Модальное тестирование и модальный анализ Особенности

Многофункциональное решение

Одно ПО подойдет как для возбуждения конструкций ударным молотком и одним или несколькими модальными вибростендами, так и для сбора рабочих форм прогиба для устранения неполадок станка или конструкции.

Удобный интерфейс

ПО DewesoftX разработано для специалистов по проведению испытаний. На одном экране можно проводить испытания методами блуждающего возбуждения или точек отклика, и управлять вибростендом. Кроме того, ПО автоматически обнаруживает измеренные амплитудно-частотные характеристики.

Модальные испытания по методам SISO, SIMO, MISO, MIMO

Устройства Dewesodt оддерживают как испытания одним эталонным вибростендом, одним эталонным молотком или несколькими акселерометрами, так и испытания несколькими эталонными молотками или вибростендами.

Режим ударного молотка

Позволяет группировать, удалять и повторять точки измерения (поддерживается множество контрольных точек и точек возбуждения). Благодаря возможности перемещать точки возбуждения и точки отклика можно добиться непревзойденной гибкости измерений.

Режим нескольких вибростендов

Встроенный в систему Dewesoft генератор сигналов позволяет выбрать любой тип возбуждения — синус, помехи, НИП, импульс с ЛЧМ. Также возбуждать конструкции можно внешними вибростендами.

Расширенный модальный анализ

Алгоритм наименьших квадратов в комплексной частотной области (LSCF) с диаграммой устойчивости для помогает обозначать моды на устойчивых полюсах. Также имеются функция отображения комплексных мод (CMIF), процедура AutoMAC для корреляции собственных колебаний и возможность вычисления синтезированных АЧХ.

Оперативный модальный анализ (OMA)

Используйте записанные данные о времени для оценки модальных моделей. С помощью OMA динамику колебаний конструкции можно определить непосредственно по входным данным датчика с помощью программного обеспечения Dewesoft ARTeMIS OMA.

Богатая визуализация

Трехмерная геометрия конструкции анимируется во время измерения во всех трех направлениях. Неизмеренные точки интерполируются для плавной анимации. Цвет точек меняется, чтобы облегчить идентификацию точек возбуждения и отклика.

Импорт/экспорт геометрии UNV

Геометрию конструкции можно нарисовать непосредственно в программе с помощью встроенного редактора геометрии или импортировать через файл UNV. Геометрию также можно экспортировать в файлы UNV для использования во внешнем программном обеспечении.

Постобработка необработанных данных

На основе необработанных данных с датчиков отклика и возбуждения необходимые параметры можно вычислить после измерения.

Экспорт данных

Все данные — от необработанных данных по временной области до АЧХ — можно экспортировать в различные форматы, в том числе стандартный UNV.

Поддержка множества каналов

Уникальная архитектура системы Dewesoft обеспечивает поддержку неограниченного количества входных каналов и позволяет собирать и анализировать данные сразу с нескольких датчиков.

Качество Dewesoft и 7-летняя гарантия

Воспользуйтесь преимуществами нашей 7-летней гарантии. Системы сбора данных Dewesoft изготавливаются в Европе и отвечают самым строгим стандартам качества. Кроме того, мы оказываем бесплатную техническую поддержку.
Ваши вложения в решения Dewesoft будут защищены на протяжении многих лет.

Гибкость Dewesoft

Подключайте дополнительные аналоговые датчики (датчики деформации, силы, температуры, шины CAN, GPS и многие другие источники данных) и измеряйте другие параметры одновременно — при этом все данные будут идеально синхронизированы.

Программное обеспечение — в комплекте

В комплект поставки всех систем сбора данных Dewesoft входит программное обеспечение для сбора данных DewesoftX — оно отмечено наградами, удобно в использовании и имеет очень широкий набор функций.
Кроме того, все обновления ПО бесплатны — без скрытых расходов на лицензирование или годовых комиссий за обслуживание.

Модальные испытания
Обзор

Модальные испытания и собранные в ходе таких испытаний данные необходимы для проведения модального анализа, на основе которого можно определить динамические характеристики испытуемых конструкций. Кроме того, из них можно вычислить собственные частоты системы, коэффициенты затухания, а также формы мод.

При проведении модальных испытаний вибрацию конструкции можно вызвать искусственными источниками, либо поместить конструкцию в естественные условия и измерить вибрацию конструкции на месте эксплуатации.

Модальные испытания проводятся для:

  • устранения неполадок: снижения уровня вибрации или изолирования резонансов от частот возбуждения;

  • моделирования сценариев «что, если»: определения потенциальных нагрузок или реакции на сложные возбуждения;

  • анализа характеристик составных частей конструкции: прогнозирования динамических характеристик собранных составных частей;

  • доработки модели конечных элементов (FEM): утверждения модели путем испытаний на прототипах или ее доработки путем ввода затухания.

Модальный анализ
Обзор

Модальный анализ проводится для определения и оптимизации динамических характеристик конструкций — их вибрации и устойчивости к воздействию сил. Именно благодаря модальному анализу можно испытывать, оптимизировать и оценивать станки и конструкции. 

Эта процедура помогает сделать конструкцию легче, устойчивее и безопаснее. Кроме того, она сокращает расход топлива или электроэнергии и повышает комфорт и эффективность использования. На основе измерений конструкции строится подробная математическая модель вибрационных характеристик, из которой выводится полная картина состоянии конструкции. Также в ходе анализа можно вычислить собственные или резонансные частоты и параметры затухания, а также визуализировать формы мод на анимированной геометрии измеренных объектов.

Резонансные частоты, коэффициенты затухания и формы мод — это модальные характеристики испытуемого станка. Без модального анализа нельзя получить достоверные сведения о модальных характеристиках сложных конструкций. Такие характеристики полностью отражают динамику конструкции, и на их основе можно понять, что необходимо для оптимизации конструкции. 

Области применения
модальных испытаний и анализа

Модальный анализ распространен в сфере гражданского строительства, аэрокосмической и автомобильной отраслях и применяется для:

  • изоляции резонансов от частот возбуждения;

  • прогнозирования динамических характеристик составляющих конструкций;

  • оптимизации динамических характеристик конструкций (массы, жесткости, затухания);

  • прогнозирования откликов на сложные возбуждения;

  • ввода затухания в модели конечных элементов;

  • обнаружения повреждений и оценки их степени.

Доступные методы измерений
при проведении модальных испытаний

Комплект для проведения модальных испытаний Dewesoft поддерживает различные методы и конфигурации измерений:

  • SISO: «один вход, один выход»;

  • SIMO: «один вход, несколько выходов»;

  • MISO: «несколько входов, один выход»;

  • MIMO: «несколько входов, несколько выходов».

Модальные испытания проводятся с использованием либо одного эталонного вибростенда и одного эталонного молотка, либо нескольких акселерометров. Кроме того, поддерживаются испытания с несколькими эталонными молотками или вибростендами.

Метод MIMO
Несколько входов, несколько выходов

Как правило, для проведения испытаний с несколькими вибростендами требуется несколько датчиков акселерометра. С помощью комплекта для проведения модальных испытаний Dewesoft сложные конструкции можно возбуждать несколькими вибростендами, при этом собирать и анализировать данные можно с неограниченного количества каналов. 

MIMO («несколько входов, несколько выходов») — надежные и устоявшиеся методы сбора данных АЧХ. Методы MIMO имеют ряд явных преимуществ для измерения и сбора основных модальных параметров, особенно при испытании больших конструкций. 

Основное преимущество использования нескольких вибростендов заключается в том, что энергия входного усилия распределяется по большему количеству участков конструкции. Такой подход обеспечивает более равномерный отклик вибрации по всей конструкции, особенно при испытании больших и сложных конструкций и конструкций с сильным затуханием. 

Случайные, кратковременные случайные и синусоидальные сигналы возбуждения настраиваются с помощью генератора сигналов в меню модального испытания, а для утверждения параметров вибростенда можно использовать функцию множественной когерентности (MCOH).

Метод SIMO
Один вход, несколько выходов

Доступен и другой тип испытания методом ровинга: один модальный возбудитель (молоток или вибростенд) используется в качестве эталонной степени свободы, а один или несколько акселерометров «блуждают» до измерения всех степеней свободы. Такое испытание называют тестом на ответ на возбуждение. 

При использовании нескольких акселерометров необходимо выбрать метод SIMO («один вход, несколько выходов»).

Решение Dewesoft поддерживает измерение ударным молотком (с одной точкой возбуждения или несколькими при использовании блуждающего молотка) с неограниченным количеством каналов отклика. 

Данный метод эффективен для подробной оценки динамических характеристик или вибрации конструкций.

Измерительное оборудование
для модальных испытаний

Как правило, для проведения модальных испытаний и анализа необходимо следующее оборудование:

  • один или несколько возбудителей (модальных вибростендов или ударных молотков);

  • динамометрические датчики для сбора входных сигналов возбуждения;

  • акселерометры для сбора выходных сигналов отклика;

  • система сбора данных для записи результатов;

  • компьютер с ПО для модальных испытаний и анализа для выполнения вычислений, визуализации результатов и создания отчетов.

Dewesoft поставляет готовые решения для модальных испытаний и анализа, в комплект которых входит всё вышеперечисленное оборудование. Такие решения описаны ниже.

Этот метод эффективен для глубокого анализа динамики и вибрации конструкций.

Системы сбора данных
Измерительное оборудование для модальных испытаний

Dewesoft предлагает ряд систем сбора данных, которые подходят для модальных испытаний. Гибкие конфигурации с различным количеством входных каналов подойдут для модальных испытаний различных типов. Передовые усилители преобразования сигналов помогут точно измерить сигналы в широком динамическом диапазоне.

Рекомендуемые приборы Dewesoft для проведения модальных испытаний:

  • SIRIUS Mini (модель SIRIUSm-4xACC): 4-канальная IEPE-система. Подойдет для подключения ударного молотка и трех акселерометров.

  • SIRIUSi-HD-16x-ACC: 16-канальная IEPE-система. Подойдет для подключения молотка для ровинга и пяти трехосевых акселерометров.

  • SIRIUSi-HD-16xACC с аналоговым выходом: 16-канальная IEPE-система с восьмью аналоговыми выходными каналами. Подойдет для подключения модального вибростенда и 16 IEPE-акселерометров.

Конфигурацию наших универсальных систем сбора данных можно расширить до необходимого количества входных каналов — при этом платить за дополнительное ПО вам не потребуется. 

На все системы сбора данных Dewesoft распространяется 7-летняя гарантия, а бесплатные пожизненные обновления обеспечат полную готовность решений к будущему.

Молотки для ровинга
Ударные молотки для модальных испытаний

Помимо модальных вибростендов и датчиков вибрации, в линейку оборудования Dewesoft входят молотки для ровинга с различными диапазонами силы. 

Молотки силой до 440 Н станут отличным инструментом для проведения модального анализа в ПО DewesoftX. 

Кроме того, модальные молотки Dewesoft оснащены интерфейсом интеллектуальных датчиков TEDS, благодаря которому ПО DewesoftX автоматически распознает подключенный молоток и задаст нужное масштабирование.

Быстрая настройка
Автозаполнение

Функция автозаполнения упрощает добавление и удаление каналов возбуждения и отклика при работе с большим количеством каналов. 

Функция автозаполнения подходит для:

  • автоматического ввода одноосевых и трехосевых датчиков (каналов отклика);

  • выбора индекса начального узла и его шага;

  • определения направления и знака добавленных каналов;

  • объединения датчиков и определения количества групп.

Удобство работы
Пошаговые инструкции

В ПО DewesoftX доступны предварительно заданные экраны модальных испытаний и анализа, которые значительно ускорят работу. На таких экранах представлены наиболее распространенные инструменты и конфигурации для сбора данных и измерений, а также последующего анализа таких данных.

На каждом из экранов представлены пошаговые инструкции по процедуре модального испытания, благодаря которым можно отклонить удары, сбросить точки и автоматически обнаружить двойные удары. 

В ходе проведения измерения конструкция анимируется по всем трем направлениям, при этом для ее отображения можно использовать различные проекции. 

Также вы всегда можете настроить стандартные экраны нужным образом или создать неограниченное количество собственных экранов.

Потрясающие возможности визуализации
Анимированная 3D-геометрия

Инструменты создания анимированной 3D-геометрии доступны и в модуле модального испытания, и в модуле модального анализа. В них есть всё необходимое для построения 3D-модели конструкции. 

В редакторе геометрий можно быстро построить простые 3D-конструкции, а также импортировать более сложные модели из файлов UNV. Геометрия измеренной конструкции определяется объектами, линиями и точками. Также редактор геометрий поддерживает декартову и цилиндрическую системы координат, а значит, подойдет для построения окружностей.

Конструкции можно анимировать на одной частоте по трем направлениям и интерполировать неизмеренные точки. Также можно анимировать различные формы мод и сравнивать отклонения от невозбужденных форм, благодаря чему динамические характеристики будут представлены максимально полно.

В ходе измерения автоматически меняются цвета точек, что помогает быстро опознать точки возбуждения и отклика. Доступны различные проекции геометрии конструкции:

  • 3D, перспективная проекция;

  • 3D, ортогональная проекция;

  • сочетание нескольких 2D-проекций.

Расширенный модальный анализ
на основе расширенных математических функций

Алгоритм наименьших квадратов в комплексной частотной области с результатами аппроксимации кривой для оценки модальных характеристик отображается в качестве отдельного виджета — диаграммы стабилизации. 

Кроме того, рядом с любым векторным каналом можно отобразить индикаторную функцию комплексных мод (CMIF), а в AutoMAC будет показано соотношение различных мод. Также можно вычислять синтезированные АЧХ и сравнивать их с уже измеренными АЧХ.

Наконец, в сочетании с другими математическими функциями можно использовать доступные в ПО DewesoftX индикаторные функции мод (MIF), средства оценки H1 и H2, а также спектральную плотность мощности (PSD).

Постобработка
сохраненных необработанных данных

ПО DewesoftX всегда сохраняет необработанные значения измеренных данных, благодаря чему необработанные сигналы с акселерометров и точек возбуждения молотка (или вибростенда) можно вычислить после измерения.

Такой метод удобен для вычисления дополнительных параметров без повторного проведения всего испытания.

Удобный анализ крупных конструкций
благодаря объединению нескольких файлов данных

Вам не потребуется измерять всю конструкцию сразу. Ее отдельные участки можно измерить и сохранить в отдельные файлы. ПО DewesoftX позволяет быстро создавать отдельный файл для каждой точки или группы точек на испытуемой конструкции.

По завершении измерения можно быстро совместить отдельные файлы данных, чтобы проанализировать и анимировать всю конструкцию сразу и получить ее динамические характеристики.

В каждой передаточной функции содержатся сведения как об узле отклика и его направлении, так и об эталонном узле и его направлении.

Экспорт данных
для последующего анализа

Измеренные данные можно экспортировать в различные стандартные форматы. К таким форматам относятся UNV/UFF, Diadem, Matlab, Excel и текстовый формат (CSV). В DewesoftX доступно еще больше форматов. 

Например, можно экспортировать отдельные части передаточной функции: Real, Imag, Amp или Phase.

Универсальный формат файлов (формат UFF или UNV) широко распространен в модальном анализе. В зависимости от заголовка он может содержать передаточные функции, когерентность, геометрию или другие данные. В DewesoftX доступна усовершенствованная функция экспорта файлов UNV/UFF, разработанная специально для модальных испытаний.

Ознакомьтесь c полным списком поддерживаемых форматов экспортируемых файлов.

Экспериментальный модальный анализ (EMA)

Экспериментальный модальный анализ (EMA) может проводиться как в полевых, так и в более контролируемых лабораторных условиях. Испытания в лаборатории имеют преимущество в виде более высокого соотношения сигнал/шум (SNR) и возможности легко менять испытательную установку.

При проведении испытаний EMA объекты возбуждаются искусственными силами, а входные (возбуждающие) и выходные (ответные) сигналы измеряются и используются для оценки модальных моделей.

Рабочие формы отклонения (ODS)

Рабочие формы прогиба (ODS) — это простой способ выполнить динамический анализ и увидеть, как машина или конструкция движется в своих рабочих условиях. В испытаниях ODS не используются искусственные силы, и измеряются только ответные вибрационные сигналы.

При анализе ОРВ структура возбуждается только самой машиной, как и в реальной работе. Частотный ODS — это самый простой способ увидеть, как машина или конструкция движется во время своей работы на определенной частоте.

Пакет DewesoftX Modal поддерживает тестирование ODS. При использовании Frequency ODS один из датчиков ускорения должен быть определен как опорный сигнал возбуждения, а другие датчики — как датчики отклика. Анимация может отображаться как обычно, но лучше всего она работает только в областях с хорошей согласованностью.

ODS успешно используется для мониторинга состояния машин и для таких объектов гражданского строительства как мосты, здания и другие конструкции, которые трудно возбудить с помощью искусственных сил.

Эксплуатационный модальный анализ (OMA)

Эксплуатационный модальный анализ (OMA) используется для анализа больших гражданских сооружений, производственного оборудования или других конструкций, при этом в нем используются только выходные сигналы отклика. На такие конструкции всегда воздействуют естественные нагрузки, которые нелегко контролировать и измерять — например, волновые нагрузки (морские сооружения), ветровые нагрузки (здания) или транспортные нагрузки (мосты).

ПО Dewesoft ARTeMIS OMA позволяет оценивать модальные параметры работающих конструкций, для которых в наличии имеются только выходные данные ответа. Модальные параметры включают в себя форму колебаний, их собстенную частоту и коэффициент затухания.

OMA — не просто другое название формы рабочего отклонения (ODS). Так как он помогает распознать шумы и входные данные и отделить их от выходных данных, а также возвращает системе только объективную информацию о колебаниях, есть возможность оценить модальные модели, построенные на основе рабочих данных. OMA также называют модальным анализом только выходного сингала, анализом условий внешней среды, модальным анализом эксплуатации и модальным анализом естественного ввода.

Анализм ожно проводить, открывая полученные файлы Dewesoft с данными о рабочем времени прямо в приложении Dewesoft ARTeMIS OMA.

Разумное вложение
Полная готовность к будущему

Комплект для проведения модальных испытаний и анализа Dewesoft — разумное вложение в будущее. Мы постоянно совершенствуем наши решения и добавляем в них новые функции, в связи с чем все обновления ПО для модальных испытаний бесплатны.

На все системы сбора данных Dewesoft распространяется 7-летняя гарантия: с ней ваше оборудование исправно прослужит долгие годы. Мы хотим, чтобы ваше вложение в наше оборудование было оправдано. Даже в непредвиденных ситуациях. 

Мы разработали первоклассную технологию сбора данных и применили ее для создания лучшего решения для модальных испытаний и анализа на рынке.

Сопутствующие продукты

Ознакомьтесь с сопутствующими и совместимыми продуктами для сбора данных.