一(yī)個(gè)新産品設計(jì)制 ×(zhì)造出來(lái)後經過模态試驗其動力特'"性如(rú)不(bù)能(néng)符合設計(j•€£ì)要(yào)求，如(rú)何對(duì)此設計$λα(jì)進行(xíng)修改？DmCras為(γ≠wèi)此指出了(le)路(lù)徑。它是(shì)優化(h↕$uà)動力設計(jì)的(de)有(yǒu)效工(gōng)具。 ∏所謂結構動力修改有(yǒu)兩個(gè)含義：1、如(rδ₽™≥ú)果機(jī)器(qì)作(zuò)了(le)某種設計(jì)上(sh×≈ àng)的(de)修改，它的(de)動力學特性将會(huì)有♦≠(yǒu)何種變化(huà)？這(zhè)個(δ↔↕∞gè)問(wèn)題被稱為(wèi)SDM的(de)正問(wèn)¶₩♣α題。2、如(rú)果要(yào)求結構動力學參數(s✘₹>hù)作(zuò)某種改變，應該對(duì)設計(jì)作(zuò)何種修♠ ∏改？這(zhè)是(shì) SDM 的(de)反問(wèn)題。與結構動力修π≈改聯系在一(yī)起的(de)還(hái)有(yǒu↔♥)動力靈敏度分(fēn)析和(hé)強迫響應≥↑估計(jì)。
結構動力修改：良好(hǎo)的(de)願望和(hé£≤>γ)工(gōng)程應用(yòng)可(k&¶σě)能(néng)。結構動力修改(SDM)是(shì)設計∑™•γ(jì)師(shī)期待多(duō)年(nián)的(de)願←望。結構動力修改的(de)正問(wèn)題和(hé)反問(wèn)題，如(rú✔ )果封閉在有(yǒu)限元計(jì)算(suàn)模型內 (nèi)解決, 其正問(wèn)題是(shì)很(hěn)方便的(↕"de)，隻要(yào)改變單元類型、劃分(fēn)和(hé↔¥←)材料特性等參數(shù)重新計(jì)算(su♦♠àn)一(yī)次就(jiù)可(kě)&÷↕∞以，現(xiàn)在已大(dà)量應用(yòng)于計(jì)算(su↓≠¥àn)機(jī)輔助設計(jì)。其反問(wèn)題就(jiù)是(shì)≈$特征值的(de)反問(wèn)題，由于物(wù)理(lǐ)性質上(shàα₩ng)的(de)特點及數(shù)學工(gōng)具的(de)難度較大↓λσ(dà)，目前在理(lǐ)論上(shàng≤₹♦)還(hái)不(bù)完善。由于材料特性、構件(jiàn)結合面及非線→<性等因素，根據計(jì)算(suàn)的(de)各種方案得(d γγδe)到(dào)的(de)動力特性變化(huà)規律必'α¥™須經過試驗驗證。通(tōng)常所指的(d¶<e)SDM 是(shì)指在試驗模态分(fēn)析基礎上(shàng)≠∏•∑的(de)，即根據已完成的(de)模态試驗建立的(d↓→e)動力學模型，預測結構進行(xíng)某種修改後動力特性應有(yǒu)的(<↓de)變化(huà)(正問(wèn)題)或為(wèi)了(le)$₩得(de)到(dào)改進的(de)動力特性應對(duì)結構作(z™®∏uò)何種允許的(de)修改(反問(wèn)題)。
鑒于測試技(jì)術(shù)的(d£♠×↕e)困難，目前試驗模态的(de)建模仍然是(shì)很(hěn)粗糙的(de)¥¥ 。對(duì)SDM 的(de)實用(yòng)性有(yǒu)一(yī)個(<Ω<gè)認識過程。原理(lǐ)上(shàng)是(shì)否适用'®σ™(yòng)小(xiǎo)修改？質量或剛度修改量如(rú)何向各個(gè"'σ)自(zì)由度分(fēn)解？對(duì)于極坐(zuò)标及球∏✘↔坐(zuò)标系進行(xíng)的(de)模态試驗如∑ (rú)何用(yòng)于建立在直角坐(zuò)标系的♥→≠☆(de)質量、剛度修改的(de)動力修改公式？此外(wài)，修改α↔結果的(de)可(kě)信度多(duō)少(shǎo)？如(&¶<÷rú)何檢驗？上(shàng)述諸多(duō©♣✘£)問(wèn)題根據已發表的(de)論文(wén)和(hé)軟件(jiàn♣ε)似乎還(hái)沒有(yǒu)人(rén)敢肯定地(dì→'÷)回答(dá)。即使如(rú)此，由于設計(jì)制(zhì) ®≈造一(yī)種新型機(jī)器(qì)需要(yào)§♦一(yī)個(gè)很(hěn)長(cháng)周期∞™λ，利用(yòng)靈敏度分(fēn)析和(hé)動力修改原理(↑Ω₩↕lǐ)，在已制(zhì)成的(de)樣機(jī≠₩)結構模态分(fēn)析的(de)基礎上(s≥¶hàng)與工(gōng)程師(shī)的(de©←σ♣)經驗相(xiàng)結合，找出結構動力薄弱環節，使得(de)最小(xiǎ♣☆♥πo)的(de)結構修改取得(de)最理(lǐ)想的(de)動力特征♣∞♣$，指出一(yī)條修改的(de)大(dà)緻路 β(lù)徑，其實用(yòng)意義和(hé)經濟價值是(shì)顯然的(de↕ε₽∏)。
DmCras 軟件(jiàn)功能(néng)
頻(pín)率靈敏度分(fēn)析
在某一(yī)選定的(de)自(zì)由度>♠™上(shàng)進行(xíng)質量修改。單位質量改變(千克)引起模态頻•☆λλ(pín)率的(de)變化(huà)程度。不(bù)同階的(de)模←♦ 态對(duì)同1自(zì)由度而言頻(pín)率靈敏度不(bù)同。
在某一(yī)對(duì)選定的(de)自(zì)由®£♣≠度之間(jiān)進行(xíng)剛度修改，各階模态頻(pín)率的(de)☆>靈敏度。是(shì)單位剛度改變(牛頓/米) 引起模态頻(p>§ín)率的(de)變化(huà)程度。不(bù)同階的(de)模态頻(pín♦↓&φ)率，對(duì)同一(yī)對(duì)自(zì∏&)由度而言，靈敏度不(bù)同。
對(duì)某一(yī)選定的(de)模态階頻(pí ✘'λn)率，按質量修改的(de)靈敏度大(dà)小π£(xiǎo)，列出最大(dà)的(de)20個(±'gè)自(zì)由度。
對(duì)某一(yī)選定的(de)模态★↕↓↑階頻(pín)率，按剛度修改的(de)靈敏度大(dà)小(xiǎo)λ©←，列出最大(dà)的(de)20對(duì)自(zì×↑)由度。剛度修改允許一(yī)端為(wèi)接地(d®™ì)"G"，表示在某一(yī)自(zì)由β₽φ度與地(dì)之間(jiān)增加一(yī)個(g♥ è)剛度(支撐彈簧)。
結構設計(jì)修改(正問(wèn)題)
在某一(yī)自(zì)由度上(shàng)加減質量或某一(yī∏∞↓)對(duì)自(zì)由度上(shàng)加減剛度✘£引起模态頻(pín)率、阻尼、頻(pín)響函數(shù)及振形₽π≠動畫(huà)的(de)變化(huà)。一(yī)次修改可Ω•>♥(kě)以同時(shí)進行(xíng)多(duō)達1000個(gè)修改條≤✘件(jiàn)。
共振頻(pín)率修改(反問(wèn)題)
希望某一(yī)階模态頻(pín)率作$↓≈(zuò)某種修改以避開(kāi)共振。修改結果是(shì)在指定自(zì₹")由度上(shàng)應修改的(de)質量或指定的(de)對(duìλ©)自(zì)由度之間(jiān)應增加或減小(xiǎ≤✘$o)的(de)剛度的(de)值。
頻(pín)響函數(shù)仿真
模态測量一(yī)般隻對(duì)固定測點、移動敲擊點進行(xín™"γg)N次測量。也(yě)可(kě)以固定激振點，移動測量點進行(xí "↔ ng)N次測量。利用(yòng)本功能(néng)可(kě)以獲得(de÷>)任意激勵及任意測量點之間(jiān)的(de)仿真頻(pín)響函數(shù₽¥)N×N個(gè)。包括動力修改前和(hé)修改後。
強迫響應仿真
· 正弦激勵可(kě)以獲得(de)任意激勵任意輸出點在頻(p"✘ín)響範圍內(nèi)掃頻(pín)過程波形變化(huà)情況。
· 脈沖激勵可(kě)以獲得(de)在任意激勵自(zì)由π↑度上(shàng)施加單位脈沖力在任意測量點上(shàng)的(☆βde)振動脈沖響應。
進行(xíng)結構動力修改的(de)必要(yào)條件(jiàn)
· 必須進行(xíng)良好(hǎo)的(de)模态分§€↓(fēn)析，自(zì)由度劃分(fēn)不(bù)能(néng)過于稀♦∏÷♣少(shǎo)。
· 除了(le)傳感器(qì)必須進行(xíng)标定，還(hβφ♣ái)要(yào)進行(xíng)系統标定。
· 模态振形矩陣必須用(yòng)單位質量歸一(yī)。
