nmodal

N-Modal 模態試驗分析軟件

N-Modal 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 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 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

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

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

某建筑結構 OMA 識別的密集模態

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

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

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

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