Modal analysis (original) (raw)
Die Modalanalyse umfasst die experimentelle oder numerische Charakterisierung des dynamischen Verhaltens schwingungsfähiger Systeme mit Hilfe ihrer Eigenschwingungsgrößen (modalen Parameter) Eigenfrequenz, Eigenschwingungsform, modale Masse und modale Dämpfung. Das Schwingungsverhalten in einem bestimmten Betriebszustand wird hingegen durch die Betriebsschwingungsanalyse erfasst.
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| dbo:abstract | Die Modalanalyse umfasst die experimentelle oder numerische Charakterisierung des dynamischen Verhaltens schwingungsfähiger Systeme mit Hilfe ihrer Eigenschwingungsgrößen (modalen Parameter) Eigenfrequenz, Eigenschwingungsform, modale Masse und modale Dämpfung. Das Schwingungsverhalten in einem bestimmten Betriebszustand wird hingegen durch die Betriebsschwingungsanalyse erfasst. (de) Modal analysis is the study of the dynamic properties of systems in the frequency domain. Examples would include measuring the vibration of a car's body when it is attached to a shaker, or the noise pattern in a room when excited by a loudspeaker. Modern day experimental modal analysis systems are composed of 1) sensors such as transducers (typically accelerometers, load cells), or non contact via a Laser vibrometer, or stereophotogrammetric cameras 2) data acquisition system and an analog-to-digital converter front end (to digitize analog instrumentation signals) and 3) host PC (personal computer) to view the data and analyze it. Classically this was done with a SIMO (single-input, multiple-output) approach, that is, one excitation point, and then the response is measured at many other points. In the past a hammer survey, using a fixed accelerometer and a roving hammer as excitation, gave a MISO (multiple-input, single-output) analysis, which is mathematically identical to SIMO, due to the principle of reciprocity. In recent years MIMO (multi-input, multiple-output) have become more practical, where partial coherence analysis identifies which part of the response comes from which excitation source. Using multiple shakers leads to a uniform distribution of the energy over the entire structure and a better coherence in the measurement. A single shaker may not effectively excite all the modes of a structure. Typical excitation signals can be classed as impulse, broadband, swept sine, chirp, and possibly others. Each has its own advantages and disadvantages. The analysis of the signals typically relies on Fourier analysis. The resulting transfer function will show one or more resonances, whose characteristic mass, frequency and damping ratio can be estimated from the measurements. The animated display of the mode shape is very useful to NVH (noise, vibration, and harshness) engineers. The results can also be used to correlate with finite element analysis normal mode solutions. (en) L'analisi modale è lo studio del comportamento dinamico di una struttura quando viene sottoposta a vibrazione. In analisi strutturale, permette la determinazione delle proprietà e della risposta di una struttura, vincolata o libera, in dinamica autonoma oppure eccitata da sollecitazioni forzanti dinamiche imposte dall'esterno. (it) Analiza modalna – technika badania własności dynamicznych obiektów mechanicznych. Poprzez własności dynamiczne rozumie się częstości drgań własnych, postacie drgań oraz wartości współczynników tłumienia. (pl) Análise modal é o estudo das propriedades dinâmicas sob excitação por vibrações. Corresponde a análise modal o campo de medições e a análise da resposta da dinâmica estrutural ou de fluidos quanto excitados em todo o espectro de frequência. Como resultado obtemos as frequências naturais da estrutura e seus modos (formas assumidas pela estrututra em cada uma das frequências naturais). A resposta dinâmica de uma estrutura excitada por uma força externa é comumente chamada de resposta forçada. São exemplos a medição das vibrações de um carro quando ligado a um agitador eletromagnético, ou o padrão de ruídos quando excitado por um auto-falante. Atualmente, sistemas de testes modais são compostos por transdutores, ou vibrômetros a laser, um conversor analógico-digital e um computador são usados para ver os dados e analisá-los. Antes isso era feito com um sinal de entrada (uma única excitação) e varios pontos de saída eram analisados. No passado um martelo de análise, usando um acelerômetro fixo e um martelo deslizante como excitador, foi capaz de dar multiplos sinais de entrada e um único ponto de resposta. Recentemente, tornou-se possível trabalhar com múltiplas entradas e múltiplas saída onde uma análise com coerência parcial foi capaz de identificar qual parte da resposta vêm de qual fonte de excitação. A baseia-se principalmente na análise de Fourier. O resultado no caso é uma função transferência que mostra uma ou mais ressonâncias, cujas características massa, frequência e amortecimento podem ser estimados a partir das medições. Os resultados também podem ser usados para correlacionar com soluções de método de análise de elementos finitos. (pt) |
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