N-Modal模態分析軟件

模態試驗與分析

  • 模態試驗與分析是指通過數據采集系統獲得響應(和激勵)數據,經動態信號分析與模態參數識別,確定機械結構的固有頻率、阻尼比、振型和模態參與因子等揭示結構動態特性的參數
  • 經過三十多年發展,模態試驗與分析有了長足進步,廣泛應用于振動排故、狀態檢測、故障診斷和結構健康監測,以及動態響應預報、結構動態修改、有限元模型修正、動態分析與設計、振動控制等
  • 模態試驗與分析已成為航空、航天、汽車、艦船、機械設備和橋梁、建筑等產品研制、定型、使用和維護過程中不可或缺的手段

N-Modal模態分析軟件

N-Modal 可實現如下三大分析功能:

  • N-Modal?ODS(響應模態分析,分為時域ODS和頻域ODS。時域ODS用于觀察機械結構在各時間點上的振動響應狀態;頻域ODS用于觀測機械結構在各頻率點上的運行狀態振型,還可用于區分同一頻率點在不同模態空間上的強迫振動振型
  • N-Modal?EMA(試驗模態分析),適用于大型復雜結構在輸入輸出可測、采用人工激勵(激振器或力錘)情況下的多輸入多輸出(MIMO)振動模態試驗與分析,可進行單個或多個激振器激勵的模態試驗,也可完成采用單個或多個參考點的錘擊法模態試驗(MRIT
  • N-Modal?OMA(運行模態分析),適用于大型復雜結構在運行狀態中利用自然激勵(環境激勵)、輸入不可測,或者僅使用輸出數據情況下的振動模態試驗與分析

N-modal-GUI-1

N-Modal的基本特點

  • 可運行于Windows XP/2003/Win7/Win8等目前的主流操作系統,使用方便
  • 中英文多語言界面,并可快速定制開發其它語言界面
  • 完善的幾何建模、項目管理、動態信號處理、模態參數識別、時頻域運行響應估計(ODS)、振型相關估計(MAC)等功能模塊
  • 集成的交互式幾建模功能,操作直觀方便,可快速建立簡單結構的測試模型,還可從通用格式文件(UFF)或者IGES文件中導入幾何信息
  • 方便的測量數據輸入接口,可導入時域信號(激勵與響應時間歷程),也可直接導入頻域數據(頻響FRFs和相干COHs)
  • 可從UFF 58/58b通用文件中導入數據,也可從N-Modal標準格式的ASCII文件中導入
  • 完善的二維曲線、三維圖形(幾何、振型動畫、MAC)的顯示與控制功能
  • 數據拷貝、屏幕拷貝、JPG圖形存儲、AVI動畫存儲等功能,方便用戶快速制作試驗報告和演示文稿
  • 靈活的界面安排、豐富的鼠標與熱鍵快捷操作,大大提高工作效率與易用性
  • 在VC++環境下開發,采用面向對象編程(OOP)技術,易于維護和擴展
  • 可配套現有國、內外生產廠家的優秀數據采集前端和動態信號分析儀

快速幾何建模

  • 集成交互式幾何建模模塊,實現節點、連線、多邊形、3D對象的交互式選擇、移動、旋轉、放大、刪除、修改等功能
  • 可定義總體坐標和局部坐標,具有笛卡爾、柱、以及球等三種坐標系統,各種坐標系統間轉換方便
  • 可實現線段、直線、矩形、梯形、扇面、橢圓、圓臺、球體等規則3D對象的快速建模,還可自定義三維單元庫
  • 除了交互式幾何建模,模型幾何信息也可通過配置信息界面進行修改、添加、刪除等操作

快速、易用的信號分析功能

  • 向導式的信號處理參數設置,實現趨勢去除、時域抽取、快速傅立葉變換(FFT)、加窗等功能
  • FFT長度:基2整數,根據實測數據自由可選;重疊:0%~83%,可從下拉列表中選擇;平均次數:用戶自定義;窗函數:矩形窗、漢寧窗、海明窗、平頂窗、指數窗、力窗、指數窗等;分析頻率范圍:采樣頻率的1/2或1/2.56
  • 功率譜估計:自譜、互譜、功率譜矩陣、半功率譜矩陣
  • 單輸入多輸出(SIMO)的頻率響應函數(FRF)估計:H1、H2和Hc估計
  • 多輸入多輸出(MIMO)的頻率響應函數估計及相干函數估計
  • 多線程支持的信號處理過程,并可采用不同設置參數重復進行

N-modal-signalproess-01

?信號處理向導

先進、可靠的模態分析技術

  • 包含窄帶(NarBand)、選帶(SelBand)、寬帶(BroBand)三大類算法:窄帶方法逐個識別模態,方便易用;選帶方法在選定頻帶內一次識別數個模態,精度較好;基于最新p-LSCF算法的寬帶模態識別方法在寬頻帶、甚至全頻帶內識別全部模態,效率高,并適用于大阻尼復雜結構
  • 基于輸入(激振力)、輸出(響應)測量的試驗模態分析(EMA)技術
    • 單輸入/多輸出(SIMO)的全局模態識別技術,可識別得到全局模態參數
    • 多點激振的多輸入/多輸出(MIMO)模態識別技術,具有識別高密度或重頻模態的能力,是大型、復雜結構試驗模態分析的理想方法
    • 單參考點和多參考點錘擊法(MRIT)模態識別技術

N-modal-time history-frame-1

某客車車架采用兩個激振器激勵的EMA模態試驗結果

N-modal-EMA-cicleplate-1

某發動機篦齒盤用MRIT技術識別得到的重根模態

  • 環境激勵下僅有輸出(響應)可測量的運行模態分析(OMA)技術,可以對橋梁、建筑、汽車、飛機、旋轉機械等機械結構在運行狀態進行試驗與分析,無須人工激振,只需測量響應
    • 不僅簡單可行,同時還可獲得結構在真實運行狀態下的動態特性,且天然具備多參考點特性,具有解耦密集模態的能力
    • 基于全功率譜密度矩陣的窄帶模態參數識別方法(頻域空間域分解法,FSDD),方便易用,結果準確
    • 基于半功率譜密度矩陣的窄帶模態參數識別方法,操作方便,實現了EMA與OMA分析的統一

N-modal-OMA-building-2

某建筑結構OMA識別的密集模態

N-modal-OMA-Bridge-2

某梁式公路橋OMA識別的部分結果

  • 采用模態指示函數(MIF)等作為判斷模態是否存在的依據,可靠判斷模態階次,避免遺漏模態
  • 采用頻率穩定圖區分結構模態與計算模態

圓盤EMA分析的模態指示函數 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 建筑OMA分析的模態指示函數

N-modal-FDPR-1

采用FDPR算法對圓盤進行EMA分析

  • 時、頻域結構運行振型(ODS)估計及可視化,用戶可實時了解某一時刻或頻率點的結構振動模式

N-modal-ODS-1

飛機結構的ODS分析

  • 用于檢驗振型精度的振型相關矩陣(MAC)估計及可視化,包含三維Bar圖和數值表格

N-modal-MAC-03

靈活的二維和三維圖形顯示、控制與輸出

  • 提供專用的二維曲線與三維圖形控制面板,以及鼠標、快捷鍵、菜單等多種控制方式
  • 多種曲線表達方式,諸如頻率響應函數的幅值(線性、對數、dB坐標)、相位、展開相位、實部、虛部、奈奎斯特圖等
  • 方便靈活的二維曲線顯示與控制,網格、圖例等元素可顯示或隱藏,并能提供相應曲線的完善測量信息(測量節點、方向,是否原點測量等)
  • 縮放(具有不同縮放狀態的記憶能力)、選段、尋峰尋谷等實用功能
  • 方便靈活的三維圖形顯示與控制,節點號、輸入/輸出標記、坐標軸等元素可顯示或隱藏,并能輕易實現平移、縮放、旋轉等功能
  • 提供三維圖形的俯仰、左右、前后等各向視圖,能實現結構的框架線顯示或著色面渲染
  • 對三維圖形建模提供了笛卡爾、柱球等局部坐標系統,方便結構建模,并可在局部坐標系統內自由定義傳感器的測量自由度
  • 二維曲線和三維圖形的各元素顏色均可自定義
  • 基于OpenGL的三維圖形動畫控制,實現播放、暫停、幀播放、幅度控制、速度控制等功能
  • 各種二維曲線和三維圖形均可復制到操作系統剪貼板中,亦可一鍵存儲為BMP或JPG文件
  • 振型動畫和ODS可直接輸出成AVI文件

N-Modal-FRF Coh Nyquist-1

? ? ? ? ? ? ? ? ? 原點頻率響應幅值及其相干函數檢驗 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?頻率響應的Nyquist圖表示,可檢查頻率分辨率

N-Modal-drving point FRF maxwell-1

? ? ? ? ? ? 飛機結構原點頻響重疊顯示 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?飛機結構跨點頻響重疊及互易性檢查

N-Modal-band selected zoom-1頻響的選帶識別及其擬合結果 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?擬合曲線的局部放大

N-Modal模態分析解決方案-模塊功能矩陣

針對航天、航天、軍工、土木、交通等不同領域、行業的廣大用戶,N-Modal模態分析軟件劃分為不同的模塊配置,以最大程度地適合于客戶的不同需求。您可以從下面的功能矩陣中選擇適合于您使用的模塊,或者聯系我們,由我們推薦配置。

NMOD-300
ODS
330
基本EMA
340
基本MIMO EMA
350
增強MIMO EMA
360
基本OMA
370
增強OMA
380
全功能
結構建模
交互式幾何建模
導入UFF或IGES文件
數據輸入/輸出
時/頻域測試數據輸入
時/頻域數據和2D圖形輸出
模態頻率與阻尼表格輸出
模態振型3D顯示和AVI輸出
信號處理
趨勢去除
信號抽取
加窗(漢寧、指數、力窗等)
ODS響應模態分析
時域ODS
頻域ODS
EMA試驗模態分析
單點錘擊/多點響應測量
單點響應測量/逐點錘擊
單激振器激勵/多點響應測量
SIMO算法EMA SelBand
SIMO頻響估計
SIMO頻響曲線擬合
多參考點錘擊模態MRIT
多激振器激勵/多點響應測量
MIMO頻響估計
MIMO頻響曲線擬合
窄帶NarBand MIMO算法
選帶SelBand1 MIMO算法1
選帶SelBand2 MIMO算法2
寬帶BroBand MIMO算法
寬頻帶頻率/阻尼自動識別
模態穩定圖
寬頻帶頻響函數曲線擬合
OMA運行模態分析
窄帶OMA NarBand Full
環境激勵下全功率譜密度估計
寬帶OMA BroBand
半功率譜密度h-PSD估計
寬頻帶h-PSD曲線擬合
寬頻帶頻率/阻尼自動識別
模態指示因子MIF
模態動畫
振型相關矩陣MAC技術
MAC二維及三維圖形顯示
MAC表格顯示

N-Modal軟件包

NMOD 300: 響應模態分析軟件包

該軟件包可用于完成響應模態分析(ODS),可實現時域波形回放,或由測試數據經動態信號處理直接分析被試機械、結構在實際運行環境激勵或人工激勵情況下的響應模態。在周期運行激勵情況,得到強迫響應模態;在寬帶隨機激勵情況,則可得到結構固有頻率和振型。本軟件包還具有“模態快看”功能,可作為精確模態分析(包括試驗模態分析和運行模態分析)前的快速預分析工具。本軟件包包含以下功能模塊:

  • 時域響應模態分析TD ODS
  • 頻域響應模態分析FD ODS
  • 交互式幾何建模與修改
  • 通用動態信號處理
  • 模態指示因子(MIF)
  • 響應模態振型動畫顯示
NMOD 330:試驗模態分析軟件包(基本型)

該軟件包可用于完成單輸入/多輸出(SIMO)試驗模態分析(EMA),包括單點錘擊激勵/多點響應測量,單參考點響應測量/逐點錘擊激勵,以及單激振器激勵/多點響應測量的模態試驗。本軟件包在NMOD300的基礎上,增加如下功能模塊:

  • 選帶單輸入/多輸出(SIMO)模態識別算法EMA SelBand SIMO
  • 單輸入/多輸出(SIMO)頻率響應函數估計
  • 單輸入/多輸出(SIMO)頻率響應函數(FRF)曲線擬合
  • 振型動畫顯示
  • 模態精度檢驗(MAC)
  • 模態數據輸入輸出
NMOD 340:試驗模態分析軟件包 (多輸入/多輸出基本型)

該軟件包可用于完成多輸入/多輸出(MIMO)試驗模態分析(EMA),特別適于多參考點響應測量/逐點錘擊激勵的多參考點錘擊法模態試驗,也可用于多激振器激勵/多點響應測量的模態試驗。對于復雜機械、結構可以得到準確結構。本軟件包在NMOD300的基礎上,增加如下功能模塊:

  • 窄帶多輸入/多輸出(MIMO)模態識別算法EMA NarBand
  • 多輸入/多輸出(MIMO)頻率響應函數估計
  • 多輸入/多輸出(MIMO)頻率響應函數(FRF)曲線擬合
  • 振型動畫顯示
  • 模態精度檢驗(MAC)
  • 模態數據輸入輸出
NMOD 350:試驗模態分析軟件包 (多輸入/多輸出增強型)

該軟件包可用于完成多輸入/多輸出(MIMO)試驗模態分析(EMA),可高質量地完成復雜結構的模態試驗。除了EMA NarBand多輸入/多輸出模態識別算法,還包括兩種選帶MIMO模態識別算法(SelBand MIMO 1&2),更增加了功能強大、一次即可識別全部模態的寬帶模態識別算法(BroBand)。本軟件包在NMOD340的基礎上,增加如下功能模塊:

  • 選帶多輸入/多輸出(MIMO)模態識別算法EMA SelBand MIMO 1
  • 選帶多輸入/多輸出(MIMO)模態識別算法EMA SelBand MIMO 2
  • 寬帶多輸入/多輸出(MIMO)模態識別算法EMA BroBand
  • 確定結構模態的模態穩定圖
  • 寬頻帶模態頻率和阻尼的自動識別
  • 寬頻帶頻率響應函數(FRF)曲線擬合
NMOD 360:運行模態分析軟件包 (基本型)

該軟件包除了具有響應模態模態分析功能之外,還可用于機械、結構在運行狀態下、利用環境或自然激勵下測得的響應數據進行的運行模態分析(OMA)。
本軟件包NMOD300的基礎上,增加如下功能模塊:

  • 窄帶運行模態識別算法OMA NarBand Full
  • 環境或自然激勵條件下的全功率譜密度估計
NMOD 370:運行模態分析軟件包 (增強型)

該軟件包除了可進行基本型運行模態分析,還具備了功能強大的寬頻帶運行模態識別算法(OMA BroBand),一次識別即可得到全部模態參數。該軟件包在NMOD 360的基礎上,增加如下功能模塊:

  • 寬帶運行模態識別算法OMA BroBand
  • 環境或自然激勵條件下的半功率譜密度(h-PSD)估計
  • OMA BroBand 模態頻率和阻尼的自動識別
  • 確定結構模態的模態穩定圖
  • 寬頻帶模態頻率和阻尼的自動識別
  • 寬頻帶頻率響應函數h-PSD曲線擬合
NMOD 380: 全功能模態分析軟件包

該軟件包可用于完成時、頻域響應模態模態分析、增強型試驗驗模態分析和增強型運行模態分析。包括NNOD 300、NNOD 350和NNOD 370中的全部功能模塊。

可選功能模塊

功能模塊可附加于軟件包之上,構成功能更為強大的專業模態分析軟件包。

NMOD 130: 單入多出試驗模態選帶分析模塊

該模塊包含以下算法:

  • 選帶單輸入/多輸出(SIMO)模態識別算法EMA SelBand SIMO
NMOD 140: 多入多出試驗模態窄帶分析模塊

該模塊特別適用于多參考點錘擊法,包含以下算法:

  • 窄帶多輸入/多輸出(MIMO)模態識別算法EMA NarBand
NMOD 150: 多入多出試驗模態選帶分析模塊

該模塊包含以下算法:

  • 選帶多輸入/多輸出(MIMO)模態識別算法EMA SelBand MIMO 1
  • 選帶多輸入/多輸出(MIMO)模態識別算法EMA SelBand MIMO 2
NMOD 155: 多入多出試驗模態寬帶分析模塊

該模塊包含以下算法:

  • 寬帶多輸入/多輸出(MIMO)模態識別算法EMA BroBand
NMOD 160: 運行模態窄帶分析模塊

該模塊包含以下算法:

  • 窄帶運行模態識別算法OMA NarBand Full
NMOD 170: 運行模態寬帶分析模塊

該模塊包含以下算法:

  • 寬帶運行模態識別算法OMA BroBand

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