Модальный анализ | Dewesoft

Модальный анализ — незаменимый инструмент для определения собственных частот и форм колебаний любой конструкции. Плагин модального анализа Dewesoft прост в использовании, легко настраивается и содержит возможности анимированной визуализации результатов

Модальный анализ

Обзор

МОДАЛЬНЫЕ ИСПЫТАНИЯ И МОДАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ

Комплект для проведения модальных испытаний Dewesoft — это решение для экспериментального модального анализа (EMA) по методам SISO, SIMO, MISO, MIMO и испытаний рабочей формы прогиба (ODS). Кроме того, в него входят передовые функции модального анализа: диаграмма устойчивости конструкции с индикаторной функцией комплексных мод (CMIF) и алгоритм вычисления наименьших квадратов в комплексной частотной области (LSCF).

Модальные испытания и анализ проводятся для определения собственных частот, коэффициентов затухания и форм мод конструкций. Решение для проведения модальных испытаний Dewesoft позволяет возбуждать конструкции ударным молотком или несколькими модальными вибростендами и быстро измерять их отклики. Импортируйте или стройте геометрию конструкций с помощью широких возможностей визуализации и анимации. В расширение для модального анализа Dewesoft входят все необходимые инструменты для анализа модальных характеристик сложных конструкций с множеством взаимосвязанных мод.

Комплект для модального анализа включает бесплатные обновления ПО на весь срок службы.

Заказ Созвон с экспертом

IEPE XXX

Заряд

Напряжение

Тензодатчики

Ускорение

Скорость

Смещение

Видео

Высокоскоростное видео

ОСНОВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ

МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНОЕ РЕШЕНИЕ. Одно ПО подойдёт и для возбуждения конструкций ударным молотком и одним или несколькими модальными вибростендами, 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 и 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. Поддерживаются как испытания с одним эталонным вибростендом, одним эталонным блуждающим молотком или несколькими блуждающими акселерометрами, так и испытания с несколькими эталонными блуждающими молотками или вибростендами.
РЕЖИМ УДАРНОГО МОЛОТКА. Позволяет группировать, удалять и повторять точки измерения (поддерживается множество контрольных точек и точек возбуждения). Возможность перемещать точки возбуждения и точки отклика обеспечивает непревзойдённую гибкость 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 обозначения мод на устойчивых полюсах, индикаторная функция комплексных мод, процедура AutoMAC для корреляции собственных колебаний и вычисление синтезированных АЧХ.
ШИРОКИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ВИЗУАЛИЗАЦИИ. В ходе измерений 3D-геометрия конструкции анимируется по трем направлениям. Плавность анимации достигается благодаря интерполяции неизмеренных точек, при этом динамическое изменение цвета поможет быстро обозначить точки возбуждения и отклика.
ИМПОРТ И ЭКСПОРТ UNV-ФАЙЛОВ ГЕОМЕТРИИ. Геометрию конструкции можно построить в доступном в ПО редакторе геометрий или импортировать из файла UNV. Кроме того, геометрию можно экспортировать во внешнее ПО.
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, а значит собирать и анализировать данные можно сразу с нескольких датчиков.
КАЧЕСТВО DEWESOFT. Воспользуйтесь всеми преимуществами 7-летней гарантии Dewesoft. Мы гарантируем высочайшее качество нашей продукции. Ваше вложение в решение для модальных испытаний и анализа Dewesoft — под надежной защитой.
ГИБКОСТЬ DEWESOFT. Подключайте дополнительные датчики (тензодатчики, датчики силы и температуры и многие другие) и измеряйте сразу несколько различных параметров с полной синхронизацией данных.
ПОЖИЗНЕННЫЕ БЕСПЛАТНЫЕ ОБНОВЛЕНИЯ И ПОДДЕРЖКА. Только полная готовность к будущему. Мы предлагаем пожизненные бесплатные обновления и поддержку, ведь постоянно совершенствуем наше решение для модальных испытаний и анализа.

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.

Модальные испытанияОбзор

Модальные испытанияОбзор

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 утверждать станки и конструкции.

Данные процедуры помогают сделать конструкцию легче, устойчивее и безопаснее. Кроме того, они сокращают расход топлива или электроэнергии и повышают комфорт и эффективность. 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.

Модальный анализОбзор

Модальный анализОбзор

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.

Области применениямодальных испытаний и анализа

Области применениямодальных испытаний и анализа

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 блуждающего молотка, либо нескольких блуждающих акселерометров. Кроме того, поддерживаются испытания с несколькими эталонными блуждающими молотками или вибростендами.

Доступные методы измеренийпри проведении модальных испытаний

Доступные методы измеренийпри проведении модальных испытаний

Доступные методы измеренийпри проведении модальных испытаний

Доступные методы измеренийпри проведении модальных испытаний

Доступные методы измеренийпри проведении модальных испытаний

Доступные методы измеренийпри проведении модальных испытаний

Доступные методы измеренийпри проведении модальных испытаний

Доступные методы измеренийпри проведении модальных испытаний

Доступные методы измеренийпри проведении модальных испытаний

Доступные методы измеренийпри проведении модальных испытаний

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 наборов 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 MIMOНесколько входов, несколько выходов

Метод MIMOНесколько входов, несколько выходов

Метод SIMO
Один вход, несколько выходов

Доступен и другой тип испытания блуждающим методом: 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 «испытанием блуждающим откликом».

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.

Метод SIMOОдин вход, несколько выходов

Метод SIMOОдин вход, несколько выходов

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 которые входит все вышеперечисленное оборудование. Такие решения описаны ниже.

Измерительное оборудованиедля модальных испытаний

Измерительное оборудованиедля модальных испытаний

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. Подойдёт для подключения ударного молотка и трёх акселерометров.
SIRIUSi-HD-16x-ACC: 16-канальная IEPE-система. Подойдёт для подключения блуждающего молотка и пяти трёхосевых акселерометров.
SIRIUSi-HD-16xACC с аналоговым выходом: 16-канальная IEPE-система с восьмью аналоговыми выходными каналами. Подойдёт для подключения модального вибростенда и 16 IEPE-акселерометров.

Наши универсальные системы сбора данных можно расширить до необходимого количества входных каналов, при этом вам не потребуется платить за дополнительное ПО.

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

Системы сбора данныхИзмерительное оборудование для модальных испытаний

Системы сбора данныхИзмерительное оборудование для модальных испытаний

Модальные вибростенды
для проведения модальных испытаний

Модальный вибростенд — решение для высокочастотного возбуждения или управляемых сигналами испытаний. Модальные вибростенды Dewesoft компактны и эффективны. Они подойдут для проведения испытаний на частотах до 15 кГц с силой до 440 Н и максимальным ходом 25 мм.

Преимущества:

Положение модального штока можно настроить с помощью якоря со сквозным отверстием
Лёгкие, прочные, простые в использовании портативные устройства
Регулируемое основание значительно упрощает настройку
Шаг до 25 мм и широкий частотный диапазон

Модальные вибростенды подойдут для проведения модальных испытаний и получения динамических характеристик конструкций. Широкий ряд моделей вибростендов Dewesoft подойдёт для анализа динамических характеристик самых разных конструкций: от электронных плат и составных элементов до крупного оборудования, автомобилей, самолётов и целых зданий.

Модальные вибростендыдля проведения модальных испытаний

Модальные вибростендыдля проведения модальных испытаний

Блуждающие молотки
Ударные молотки для модальных испытаний

Помимо модальных вибростендов и датчиков вибрации, в линейку оборудования Dewesoft входят блуждающие молотки 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.

Блуждающие молоткиУдарные молотки для модальных испытаний

Блуждающие молоткиУдарные молотки для модальных испытаний

Быстрая настройка
Автозаполнение

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

Функция автозаполнения подходит для:

автоматического ввода одноосевых и трёхосевых датчиков (каналов отклика);
выбора индекса начального узла и его шага;
определения направления и знака добавленных каналов;
объединения датчиков и определения количества групп.

Быстрая настройкаАвтозаполнение

Быстрая настройкаАвтозаполнение

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 измерения конструкция анимируется по всем трём направлениям, при этом для её отображения можно использовать различные проекции.

И разумеется, вы можете настроить стандартные экраны нужным образом или создать неограниченное количество собственных экранов.

Удобство работыПошаговые инструкции

Удобство работыПошаговые инструкции

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 он подойдёт для построения окружностей.

Конструкции можно анимировать на одной частоте по трём 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.

Потрясающие возможности визуализацииАнимированная 3D-геометрия

Потрясающие возможности визуализацииАнимированная 3D-геометрия

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 доступно вычисление синтезированных АЧХ с возможностью их сравнения с 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).

Расширенный модальный анализна основе расширенных математических функций

Расширенный модальный анализна основе расширенных математических функций

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.

Постобработкасохраненных необработанных данных

Постобработкасохраненных необработанных данных

Удобный анализ крупных конструкций
благодаря объединению нескольких файлов данных

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

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

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

Удобный анализ крупных конструкцийблагодаря объединению нескольких файлов данных

Удобный анализ крупных конструкцийблагодаря объединению нескольких файлов данных

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 ещё больше форматов.

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

Универсальный формат файлов (формат UFF или UNV) широко распространён 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.

Экспорт данныхдля последующего анализа

Экспорт данныхдля последующего анализа

EMA
Экспериментальный модальный анализ

Экспериментальный модальный анализ (EMA) проводится и в полевых, и в лабораторных условиях. Испытания в лабораторных условиях подразумевают более высокое соотношение сигнал-шум (SNR), а также возможность быстро изменить конфигурацию.

При проведении таких испытаний объекты возбуждаются искусственными источниками, а входные сигналы (возбуждение) и выходные сигналы (отклик) измеряются для оценки модальных моделей.

EMAЭкспериментальный модальный анализ

EMAЭкспериментальный модальный анализ

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.

Разумное вложениеПолная готовность к будущему

Разумное вложениеПолная готовность к будущему

OMA
Эксплуатационный модальный анализ

Эксплуатационный модальный анализ используется для анализа больших гражданских сооружений, производственного оборудования или других конструкций, при этом в нём 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).

На данный момент расширение для эксплуатационных модальных испытаний DewesoftX находится в разработке. Решения Dewesoft подходят для проведения измерений во временной и частотной областях, при этом результаты таких измерений можно экспортировать в различных форматах и использовать для проведения вычислений в стороннем ПО (например, ME'scope).

OMAЭксплуатационный модальный анализ

OMAЭксплуатационный модальный анализ

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.

Разумное вложениеПолная готовность к будущему

Разумное вложениеПолная готовность к будущему

Дополнительные ресурсы
Больше сведений о модальных испытаниях и анализе

Брошюра о модальных испытаниях и анализе
Что такое модальный анализ: полное руководство
Обучающий курс Dewesoft PRO по модальным испытаниям и анализу
ПО для модальных испытаний DewesoftX. Онлайн-руководство
Вебинар Dewesoft по модальному анализу
Вебинар Dewesoft по вибростендам

Дополнительные ресурсыБольше сведений о модальных испытаниях и анализе

Дополнительные ресурсыБольше сведений о модальных испытаниях и анализе

Связанные продукты

Заказ

Спасибо за обращение! Наши эксперты свяжутся с вами в самое ближайшее время.