N-MODAL 模态分析软件

N-MODAL 模态分析软件是国际领先的模态分析软件,同时支持试验模态(EMA)和运行模态(OMA)分析方法,支持多种不同算法。

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N-Modal 模态试验分析软件


N-Modal 模态试验与分析


  • 模态试验与分析是指通过数据采集系统获得响应(和激励)数据,经动态信号分析与模态参数识别,确定机械结构的固有频率、阻尼比、振型和模态参与因子等揭示结构动态特性的参数

  • 经过三十多年发展,模态试验与分析有了长足进步,广泛应用于振动排故、状态检测、故障诊断和结构健康监测,以及动态响应预报、结构动态修改、有限元模型修正、动态分析与设计、振动控制等

  • 模态试验与分析已成为航空、航天、汽车、舰船、机械设备和桥梁、建筑等产品研制、定型、使用和维护过程中不可或缺的手段


    N-Modal 可实现如下三大分析功能:


  • N-Modal ODS(响应模态分析),分为时域 ODS 和频域 ODS。时域 ODS 用于观察机械结构在各时间点上的振动响应状态;频域 ODS 用于观测机械结构在各频率点上的运行状态振型,还可用于区分同一频率点在不同模态空间上的强迫振动振型

  • N-Modal EMA(试验模态分析),适用于大型复杂结构在输入输出可测、采用人工激励(激振器或力锤)情况下的多输入多输出(MIMO)振动模态试验与分析,可进行单个或多个激振器激励的模态试验,也可完成采用单个或多个参考点的锤击法模态试验(MRIT

  • N-Modal OMA(运行模态分析),适用于大型复杂结构在运行状态中利用自然激励(环境激励)、输入不可测,或者仅使用输出数据情况下的振动模态试验与分析


    N-modal-GUI-1


    N-Modal 的基本特点

  • 可运行于 Windows XP/2003/Win7/Win8 等目前的主流操作系统,使用方便

  • 中英文多语言界面,并可快速定制开发其它语言界面

  • 完善的几何建模、项目管理、动态信号处理、模态参数识别、时频域运行响应估计(ODS)、振型相关估计(MAC)等功能模块

  • 集成的交互式几建模功能,操作直观方便,可快速建立简单结构的测试模型,还可从通用格式文件

    (UFF)或者 IGES 文件中导入几何信息

  • 方便的测量数据输入接口,可导入时域信号(激励与响应时间历程),也可直接导入频域数据(频响 FRFs

    和相干 COHs)

  • 可从 UFF 58/58b 通用文件中导入数据,也可从 N-Modal 标准格式的 ASCII 文件中导入

  • 完善的二维曲线、三维图形(几何、振型动画、MAC)的显示与控制功能

  • 数据拷贝、屏幕拷贝、JPG 图形存储、AVI 动画存储等功能,方便用户快速制作试验报告和演示文稿

  • 灵活的界面安排、丰富的鼠标与热键快捷操作,大大提高工作效率与易用性

  • 在 VC++环境下开发,采用面向对象编程(OOP)技术,易于维护和扩展

  • 可配套现有国、内外生产厂家的优秀数据采集前端和动态信号分析仪


    快速几何建模


  • 集成交互式几何建模模块,实现节点、连线、多边形、3D 对象的交互式选择、移动、旋转、放大、删除、修改等功能

  • 可定义总体坐标和局部坐标,具有笛卡尔、柱、以及球等三种坐标系统,各种坐标系统间转换方便

  • 可实现线段、直线、矩形、梯形、扇面、椭圆、圆台、球体等规则 3D 对象的快速建模,还可自定义三维单元库

  • 除了交互式几何建模,模型几何信息也可通过配置信息界面进行修改、添加、删除等操作


    快速、易用的信号分析功能


  • 向导式的信号处理参数设置,实现趋势去除、时域抽取、快速傅立叶变换(FFT)、加窗等功能

  • FFT 长度:基 2 整数,根据实测数据自由可选;重叠:0%~83%,可从下拉列表中选择;平均次数:用户自定义;窗函数:矩形窗、汉宁窗、海明窗、平顶窗、指数窗、力窗、指数窗等;分析频率范围:采样频率的 1/2 或 1/2.56

  • 功率谱估计:自谱、互谱、功率谱矩阵、半功率谱矩阵

  • 单输入多输出(SIMO)的频率响应函数(FRF)估计:H1、H2 和Hc 估计

  • 多输入多输出(MIMO)的频率响应函数估计及相干函数估计

  • 多线程支持的信号处理过程


    先进、可靠的模态分析技术


  • 包含窄带(NarBand)、选带(SelBand)、宽带(BroBand)三大类算法:窄带方法逐个识别模态,方便易用;选带方法在选定频带内一次识别数个模态,精度较好;基于最新 p-LSCF 算法的宽带模态识别方法在宽频带、甚至全频带内识别全部模态,效率高,并适用于大阻尼复杂结构

  • 基于输入(激振力)、输出(响应)测量的试验模态分析(EMA)技术

    • 单输入/多输出(SIMO)的全局模态识别技术,可识别得到全局模态参数

    • 多点激振的多输入/多输出(MIMO)模态识别技术,具有识别高密度或重频模态的能力,是大型、复杂结构试验模态分析的理想方法

    • 单参考点和多参考点锤击法(MRIT)模态识别技术


      N-modal-EMA-cicleplate-1


      某发动机篦齿盘用 MRIT 技术识别得到的重根模态


  • 环境激励下仅有输出(响应)可测量的运行模态分析(OMA)技术,可以对桥梁、建筑、汽车、飞机、旋转机械等机械结构在运行状态进行试验与分析,无须人工激振,只需测量响应

    • 不仅简单可行,同时还可获得结构在真实运行状态下的动态特性,且天然具备多参考点特性,具有解耦密集模态的能力

    • 基于全功率谱密度矩阵的窄带模态参数识别方法(频域空间域分解法,FSDD),方便易用,结果准确

    • 基于半功率谱密度矩阵的窄带模态参数识别方法,操作方便,实现了 EMA 与 OMA 分析的统一


      N-modal-OMA-building-2


      某建筑结构 OMA 识别的密集模态



      N-modal-OMA-Bridge-2

      某梁式公路桥 OMA 识别的部分结果


  • 采用模态指示函数(MIF)等作为判断模态是否存在的依据,可靠判断模态阶次,避免遗漏模态

  • 采用频率稳定图区分结构模态与计算模态


    http://www.chinaksi.com/wp-content/uploads/2014/05/N-modal-MIF-circleplate-building-01.png


    圆盘 EMA 分析的模态指示函数建筑 OMA 分析的模态指示函数



    N-modal-FDPR-1


    采用 FDPR 算法对圆盘进行 EMA 分析


    时、频域结构运行振型(ODS)估计及可视化,用户可实时了解某一时刻或频率点的结构振动模式

    N-modal-ODS-1


    飞机结构的 ODS 分析


  • 用于检验振型精度的振型相关矩阵(MAC)估计及可视化,包含三维 Bar 图和数值表格


    N-modal-MAC-03


    灵活的二维和三维图形显示、控制与输出


  • 提供专用的二维曲线与三维图形控制面板,以及鼠标、快捷键、菜单等多种控制方式

  • 多种曲线表达方式,诸如频率响应函数的幅值(线性、对数、dB 坐标)、相位、展开相位、实部、虚部、奈奎斯特图等

  • 方便灵活的二维曲线显示与控制,网格、图例等元素可显示或隐藏,并能提供相应曲线的完善测量信息

    (测量节点、方向,是否原点测量等)

  • 缩放(具有不同缩放状态的记忆能力)、选段、寻峰寻谷等实用功能

  • 方便灵活的三维图形显示与控制,节点号、输入/输出标记、坐标轴等元素可显示或隐藏,并能轻易实现平移、缩放、旋转等功能

  • 提供三维图形的俯仰、左右、前后等各向视图,能实现结构的框架线显示或着色面渲染

  • 对三维图形建模提供了笛卡尔、柱球等局部坐标系统,方便结构建模,并可在局部坐标系统内自由定义传感器的测量自由度

  • 二维曲线和三维图形的各元素颜色均可自定义

  • 基于 OpenGL 的三维图形动画控制,实现播放、暂停、帧播放、幅度控制、速度控制等功能

  • 各种二维曲线和三维图形均可复制到操作系统剪贴板中,亦可一键存储为BMP 或 JPG 文件

  • 振型动画和 ODS 可直接输出成 AVI 文件


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原点频率响应幅值及其相干函数检验频率响应的 Nyquist 图表示,可检查频率分辨率



N-Modal-drving point FRF maxwell-1


飞机结构原点频响重叠显示飞机结构跨点频响重叠及互易性检查



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频响的选带识别及其拟合结果拟合曲线的局部放大