概述
ME’scope是一系列试验的分析工具，它能够很容易地进行观察分析和记录设备机械结构的动态特性。ME’scope是“Mechanical Engineering Oscilloscope”的缩写。通过慢速演示一个构件的被测响应的动画效果，可以看到用其它方法看不到的东西：构件的整体运动，以及两部分之间的相对运动。ME’scope可用于回答以下两个关于振动的最常见的问题：什么是一个机器或结构的工作运转形状？它到底实际移动多少？
测试输入
为展示工作偏转面和模式形状，ME’scope采用了多通道时域或频域数据，而这些数据是在机器运转或构件激励中获得的。所有常用的时间和频域测试种类都可输入。数据可以是ASCLL文本、MATLAB TM、DADISP TM、Microsoft W A V和Universal File Formers等形式输入。另外，还有可用于大多数常用多通道数据记录器、FFT分析仪和数采系统的文件转换器。
动画来源
ME’scope扫过一段时间，产生一个测试构件的3D 动画模型，无论它的运动是正转、随机、瞬间、线性或非线性，以及静止或非静止，都可以观察到它的偏转表面。ME’scope还可以停留在一定时间或一定频率范围，用正弦模拟来展示工作动转形状。也可以从试验数据中估计模型参数（频率、衰减、模态形状）。试验或输入的分析模态形状可以在动画中进行对比，用于结构修改，或MIMO分析。最后，你可以通过一个便携式数据采集得到大小和状态的数据，在一个形状图中展示工作偏转的形状。
相互使用的3D模型图形
ME’scope具有完整的用点、线和表面在屏幕上交互地描画一个3D结构模型的功能。3D表面模型提供了被测试构件的更真实的图形。通过表面模型，其形状轮廓能够显示出来，且表面能被染上各种颜色，其不可见线在动画中会被移动。
内置FFT
ME’scope可以进行内部的快速傅立叶变换，它可以迅速换算所在地的测量值，因此其形状可以根据时间或频率数据很方便地进行动画显示。可以采用专门凹槽或带状窗口，用来分析选定范围的数据，不需要的部分可以去除。时间或频率范围内的信号也可以被整合和分化。
插入
ME’scope有一个独特的内置插入式功能，所以用相对少量的测试值可以获得更逼真的动画，采用这种功能，所有结构模型上未测量的点的运动可以从相邻测量点的运动中插入。
工作动转形状模态
Vibrant是美国著名的软件公司。
ME'scopeVES是一个试验后处理软件，能够对机械和结构的静态和动态特性进行分析处理。它能够在试验结构和测量表面的3维模型上显示出采集到的振动、声学和其他工程数据。
ME'scopeVES具有3维造型、显示和对话式动画特征。它的功能包括信号处理（Signal Processing）、运行挠曲振型（ODS，Operating Deflection Shapes）、模态分析（Modal Analysis）、结构改正（SDM）和声学分析（Acoustics Analysis）等。它能够用曲线拟合技术从实验数据中估算出任意机器和结构的模态参数。
ME'scopeVES能够应用到几乎所有的机械和结构领域。例如,各种类型发电设备、建筑物、石油化工设备、船舶、车辆、航天航空设备、电动机和各种压缩机等。
ME’scope模态分析软件
工作运转形状是观察一下机器或构件在一定的频率或某时间下，在其运行时如何移动的最简便的方法。从传统上说，运转形状用来表示一个机器在一定频率下的稳定状态运转，但是运行运转形状也可以通过在时域内的测量值得到，可以用来表面机器或构件在一定时间的运动。
各种在时间和频率范围内的测量值都可以用ME ’scope 来动画演示其运行形状。而且，由于ME ’scope 中的快速傅立叶变化（FFT ）可以在瞬间转换所有的测量值，因而可以方便地从一段时间历程或从相对的频谱中观察运转形状。
采用MIMO ，多输入多输出方式进行强迫响应模拟
通过MIMO （multi-input, multi-output ）分析，用频响函数（FRF ）矩阵模型，对测量或模拟的输入计算结构的反应，用动画观察外力作用下形状的变化。FRF 可以通过外部测量输入，从时间输入/输出波形计算，或从模型参数中合成。
工作运转形状模态
运转模态是一个结构在其每一个自然或共振频率下的主要运动。模态是一个构件的内在物性，不依赖于作用在其上的外力。另一方面，运行偏转形状能够显示出力或载荷的影响，而且可包含几种振动形式的影响。
为获得有效的模态数据，测量时被测目标必须保持在线性或稳态运动的情况下。模态形状可以通过下列方式得到：正弦时间响应，IRFS （脉冲响应）、FRF （频率响应）、传输率、线性式交叉谱和一种特殊测量方式-ODSFRF 。 时间域动画模态
通过ME ’scope ，可以扫描一段时间的运动来动画一个结构的运转。时间域动画可以让你观察任一时间一个构件的总体运动，你可以停止动画，备份后继续演示观察慢速振动现象，例如，可观察机器的启动、停止，或其它瞬间行为。在这些短暂的过程中，由于共振、不平衡、载荷变化，流体等到原因，
机器有可能经历多种振动状态。 结构修改
ME ’scopeSDM 选项允许按照机器或构件模拟物理变化，计算其模式的最终变化。物理变化是通过把弹簧、质量、阻尼、阻碍物、板子或其它有限元加入到构件模型中。此选件也包括灵敏度分析，以决定改变构件模式的最佳方法，也可以进行子构造，模拟额外的结构做出减振器模型。 功率谱和功率频密度
通过时域窗口，种类平均、频谱平均和重叠百分数，一些通用的频率范围功能可以从时间波形中计算出来。 频率动画模态
频率域动画可观察一个构件如何在一个单一频率
下运动。当停留在一个特定的频率下时，ME ’scope 能用正弦模型演示结构的偏斜形状。在接近共振频率时，结构的破坏通常由一种振动模式决定。通过ME ’scope 可以发现共振条件（模型形状）和简单外力振动（运行偏听偏转形状）的区别。 数据的来源
ME ’scope 开头表中拥有复杂的形状数据（大小和相位）。运行偏转可以通过时间或频率测量值存入形状表。开头的数值可以用直线或峰值指针（光标）得到。
用ME ’scope MODAL 或ME ’scope SDM 选取，试验模态数据（频率、阻尼、模态形状）能够通过曲线拟合成FRF 测量值来得到。另外，从一个有限元模型中得到的分析模态形状可以输入形状表，在动画中与试验模式相比较。形状可以通过形状表，
用正弦模型动画来演示。
动画灵活性
ME’scope能够使你尽可能直观地理解振动。从建立构件模型，观察动画变形，到给出书面结果，ME’scope使你容易地介入其图形，甚至在动画过程中也能进行。
测量数据
ME’scope用一系列多通道的时间或频率范围的响应测量值来演示一个构件的偏转形状。当这些数据从一个机器或测试构件得到后，它会被输入ME’scope，存入一个数据文件中。ME’scope的数据库是无界的，每一个数据库文件可以贮存1000个测试，每一个测试可包含100,000个数据样本。
模态参数和MIMO模型化
在ME’scope中，模态参数（频率、阻尼、模式形状）通过曲线拟合一系列FRF测量值而辨别。如果这些测量值的峰值是由于模态或共振引起的，它们也可以通过线性和交叉谱测量值曲线拟合而辨别。曲线拟合是一个将参数FRF模型与测量值配合的过程。这是通过使FRF模型和数据之间的方差达到最小而实现的。在曲线拟合过程中，未知的FRF模型的参数是估计出来的。
模型参数用下列步骤识别出来：
●决定一个频带中模点的数目；
●识别频带中所有模式的频率和阻尼；
●用残留因子识别等同的模态；
●保存每个模式和单个基准的单频值的残留因
子，以作为模态的形状。
模态频率&阻尼是一个构件的一般性，可以通过一系列的测量曲线的拟合而估计出来。模态余数对每次测量是唯一的，通过一次一个测量值曲线拟合而估计出来。通过把对每一个最频值，每一个基准（FRF矩阵的行或列）的余数估计组合起来，可以得到最频值的形状。通过多个参考测量值可以得到每个基准的最频值形状。本功能只须简单地选择一个不同的基准，并把其余数作为最频值形状储存起来，就可以在ME’scope中完成。曲线拟合是在频带中进行的，所以不好的数据和噪音都可除掉。但是，频带以外的残余影响可以用曲线拟合模型中的额外多项式而自动补偿。ME’scope中的模态参数估计值算法用来有效地处理重阻尼模式，高模态密度，本地模式，重复根和多基准测量集。
结构更改、模态敏感度分析和MAC质量、刚度和平共处阻尼更改
模态分析用来描述和进一步理解构件中的噪声或振动问题。如果噪声或振动问题来源于构件共振的激发，那么这个结构要么将不得不与激发源隔离，要么做物理上的改变，以降低基振动强度。当构件的物理属性（几何形状、密度、弹性、边界条件等）改变时，它的模态也将改变，当刚度、调谐减振器或其它构件都加在一个构件上时，它会产生不同的振动。
结构改变用以下步骤进行：
●给3D结构模型加入更改元素；
●加入每个元素物理属性；
●用来更改构件的模态选择一个形状表；
●计算更改构件的新模态。
新模态形状可以用动画演示、与原构件模态对比、或用于与FRFS（强迫响应模型）合成来进行MIMO 多频入多频出分析，且与测量值对比。
有限元
ME’scope用标准的有限元素对构件的模型做更改。ME’scope的元素库包含有弹簧、刚度阻尼，以及更高级别的元素，如杆、板、三角和四边形元素；固体元素如四面体、三棱体和砖体。每种元素都有自己的扩展元，可以看到厚度、密度、弹性模量等。
子结构
ME’scope允许你加入两个或多个构件模型（下层结构）一起放在同一个图形中。当把修正元素加到下层结构中时，ME’scope将使用元素加单个下层结构的模来计算组合下层结构的新模。调谐质量-弹簧-阻尼振动吸收器也或以用下层结构加入一个构件中。
模态校验准则（MAC）
MAC是一个用来对两个形状做数量比较的方法。
假如两个形状相同，它们的MAC值将是1；假如不同，MAC值将小于1；假如相互垂直，MAC值将为0。ME’scope中的MAC命令展示形状表中所有形状的MAC值。形状可以加入表中而不管其来源，可以用MAC值比较。
集总参数模型的模
集总参数模型包含一个或多个质量以及其它各种更改元素。在ME’scope中，你可以用图表建立一个集总参数模型，解决振动的模。这个模型（带着模）可以通过下层结构加入其它模型中，用于敏感度分析、FRF合成、MIMO分析等。模态灵敏度分析
为解决噪声和振动问题，你可能只想改变模式的频率，但又不知道应改变多少。模态灵敏度帮助你回答以下问题：当改变一个模态或几个模态的频率或阻尼时多大改变是需要的，在哪儿改？
为进行灵敏度分析，可给构件模型加入需要更改的元素，为所感兴趣的模确定目标、模态频率或阻尼。ME’scope将寻找一组更改后的元素的履性的这些改变可以沿着未改变的构件的模态来为更改的构件产生一族新的模态。
斯伦贝谢旋转导向系统Power-V 使用介绍 1 Power-V 简介和应用范围 Power-V是斯伦贝谢旋转导向系统PowerDrive家族中的一员。所谓旋转导向系统，是指让钻柱在旋转钻进过程中实现过去只有传统泥浆马达才能实现的准确增斜、稳斜、降斜或者纠方位功能，但相对于泥浆马达，PowerDrive有非常明显的优点。 旋转导向系统广泛用于使用泥浆马达进行滑动钻进时比较困难的深井、大斜度井、大位移井、水平井、分枝井(包括鱼刺井)，以及易发生粘卡的情况。 2 旋转导向系统PowerDrive的优点 ⑴反映和降低了所钻井段的真正狗腿度，使井眼更加平滑。用泥浆马达打30m井段，滑动钻进15m，转动钻进15m，井斜角增加4°，得到平均狗腿度4°/30m。实际上，转钻15m井斜角几乎没有变化，这15m的实际狗腿度是零；而4°的井斜角变化是由滑钻15m产生的，这15m的实际狗腿度是 8°/30m。而用Power-V在同一设置下打出的每米都是同样均匀和平滑的，减少了井眼轨迹的不均匀度，从而减少了在起下钻和钻进过程中钻具实际所受的拉力和扭矩，减少了以后下套管和起下完井管串的难度。 ⑵使用Power-V钻出的井径很规则。使用传统泥浆马达在滑动井段的井径扩大很多，而转动井段的井径基本不扩大。这种井径的忽大忽小是井下事故的隐患，也不利于固井时水泥量的计算。 ⑶由于Power-V钻具组合中的所有部分都在不停的旋转，大大降低了卡钻的机会。使用传统泥浆马达在滑动钻进时除钻头外，其它钻具始终贴在下井壁上，容易造成卡钻。 ⑷在钻进过程中，由于Power-V组合中的所有钻具都在旋转，这有利于岩屑的搬移，大大减少了形成岩屑床的机会，从而更好的清洁井眼。这对于大斜度井、大位移井、水平井意义很大。 ⑸由于Power-V钻具组合一直在旋转，特别有利于水平井、大斜度井和3000m以下深井中钻压的传递，可以使用更高的钻压和转盘转速，有利于提高机械钻速。使用泥浆马达在大井斜的长裸眼段滑动钻进时送钻特别困难，经常是上部的钻杆已经被压弯了，而钻压还没有传递到钻头上，还常常引发随钻震击器下击，损害钻头寿命。 3 Power-V 组成部分和工作原理简介 Power-V主要有两个组成部分，它们分别是上端的Control Unit
ANSYS模态分析实例 5.2ANSYS建模 该课题研究的弹性联轴器造型如下图5.2： 在ANSYS中建立模型，先通过建立如5.2所式二分之一的剖面图，通过绕中轴线旋转建立模拟模型如下图5.3
5.3单元选择和网格划分 由于模型是三给实体模型，故考虑选择三维单元，模型中没有圆弧结构，用六面体单元划分网格不会产生不规则或者畸变的单元，使分析不能进行下去，所以采用六面体单元。经比较分析，决定采用六面体八结点单元SOLID185，用自由划分的方式划分模型实体。课题主要研究对象是联轴器中橡胶元件，在自由划分的时候，中间件2网格选择最小的网格，smart size设置为1，两端铁圈的smart size设置为6，网格划分后模型如图5.4。 5.4边界约束 建立柱坐标系R-θ-Z，如5-5所示，R为径间，Z为轴向
选择联轴器两个铁圈的端面，对其面上的节点进行坐标变换，变换到如图5.5所示的柱坐标系，约束节点R，Z方向的自由度，即节点只能绕Z轴线转 5.5联轴器模态分析 模态分析用于确定设计中的结构或者机器部件振动特性（固有频率和振型），也是瞬态变动力学分析和谐响应分析和谱分析的起点。 在模态分析中要注意：ANSYS模态分析是线性分析，任何非线性因素都会被忽略。因此在设置中间件2的材料属性时，选用elastic材料。 5.5.1联轴器材料的设置 材料参数设置如下表5-1： 表5.1材料参数设置 表5.1材料参数设置 铁圈1 中间件2 铁圈3 泊松比0.3 0.4997 0.3 弹性模量Mpa 2E5 1.274E3 2E5 密度kg/m 7900 1000 7900 5.5.2联轴器振动特性的有限元计算结果及说明 求解方法选择Damped方法，频率计算结果如表5-2，振型结果为图5.6： 表5.2固有频率 SET TEME/FREQ LOAO STEP SUBSTEP CUMULATIVE 1 40.199 1 1 1 1 73.63 2 1 2 2 3 132.42 1 3 3 4 197.34 1 4 4
有限元分析类型 一、nastran中的分析种类 （1）静力分析 静力分析是工程结构设计人员使用最为频繁的分析手段，主要用来求解结构在与时间无关或时间作用效果可忽略的静力载荷（如集中载荷、分布载荷、温度载荷、强制位移、惯性载荷等）作用下的响应、得出所需的节点位移、节点力、约束反力、单元内力、单元应力、应变能等。该分析同时还提供结构的重量和重心数据。 （2）屈曲分析 屈曲分析主要用于研究结构在特定载荷下的稳定性以及确定结构失稳的临界载荷，NX Nastran中的屈曲分析包括两类：线性屈曲分析和非线性屈曲分析。 （3）动力学分析 NX Nastran在结构动力学分析中有非常多的技术特点，具有其他有限元分析软件所无法比拟的强大分析功能。结构动力分析不同于静力分析，常用来确定时变载荷对整个结构或部件的影响，同时还要考虑阻尼及惯性效应的作用。 NX Nastran的主要动力学分析功能：如特征模态分析、直接复特征值分析、直接瞬态响应分析、模态瞬态响应分析、响应谱分析、模态复特征值分析、直接频率响应分析、模态频率响应分析、非线性瞬态分析、模态综合、动力灵敏度分析等可简述如下： ?正则模态分析 正则模态分析用于求解结构的固有频率和相应的振动模态，计算广义质量，正则化模态节点位移，约束力和正则化的单元力及应力，并可同时考虑刚体模态。 ?复特征值分析 复特征值分析主要用于求解具有阻尼效应的结构特征值和振型，分析过程与实特征值分析类似。此外
Nastran的复特征值计算还可考虑阻尼、质量及刚度矩阵的非对称性。 ?瞬态响应分析（时间-历程分析） 瞬态响应分析在时域内计算结构在随时间变化的载荷作用下的动力响应，分为直接瞬态响应分析和模态瞬态响应分析。两种方法均可考虑刚体位移作用。 直接瞬态响应分析 该分析给出一个结构随时间变化的载荷的响应。结构可以同时具有粘性阻尼和结构阻尼。该分析在节点自由度上直接形成耦合的微分方程并对这些方程进行数值积分，直接瞬态响应分析求出随时间变化的位移、速度、加速度和约束力以及单元应力。 模态瞬态响应分析 在此分析中，直接瞬态响应问题用上面所述的模态分析进行相同的变换，对问题的规模进行压缩，再对压缩了的方程进行数值积分，从而得出与用直接瞬态响应分析类型相同的输出结果。 ?随机振动分析 该分析考虑结构在某种统计规律分布的载荷作用下的随机响应。例如地震波，海洋波，飞机超过建筑物的气压波动，以及火箭和喷气发动机的噪音激励，通常人们只能得到按概率分布的函数，如功率谱密度（PSD）函数，激励的大小在任何时刻都不能明确给出，在这种载荷作用下结构的响应就需要用随机振动分析来计算结构的响应。NX Nastran中的PSD可输入自身或交叉谱密度，分别表示单个或多个时间历程的交叉作用的频谱特性。计算出响应功率谱密度、自相关函数及响应的RMS值等。计算过程中，NX Nastran不仅可以像其他有限元分析那样利用已知谱，而且还可自行生成用户所需的谱。 ?响应谱分析 响应谱分析（有时称为冲击谱分析）提供了一个有别于瞬态响应的分析功能，在分析中结构的激励用各个小的分量来表示，结构对于这些分量的响应则是这个结构每个模态的最大响应的组合。 ?频率响应分析 频率响应分析主要用于计算结构在周期振荡载荷作用下对每一个计算频率的动响应。计算结果分实部和虚部两部分。实部代表响应的幅度，虚部代表响应的相角。 直接频率响应分析 直接频率响应通过求解整个模型的阻尼耦合方程，得出各频率对于外载荷的响应。该类分析在频域中主要求解两类问题。第一类是求结构在一个稳定的周期性正弦外力谱的作用下的响应。结构可以具有粘性阻尼和结构阻尼，分析得到复位移、速度、加速度、约束力、单元力和单元应力。这些量可以进行正则化以获得传递函数。 第二类是求解结构在一个稳态随机载荷作用下的响应。此载荷由它的互功率谱密度定义。而结构载荷由上面所提到的传递函数来表征。分析得出位移、加速度、约束力或单元应力的自相关系数。该分析也对自功率谱进行积分而获得响应的均方根值。 模态频率响应 模态频率响应分析和随机响应分析在频域中解决的两类问题与直接频率响应分析解决相同的问题。
各种模态分析方法总结与比较 一、模态分析 模态分析是计算或试验分析固有频率、阻尼比和模态振型这些模态参数的过程。 模态分析的理论经典定义：将线性定常系统振动微分方程组中的物理坐标变换为模态坐标，使方程组解耦，成为一组以模态坐标及模态参数描述的独立方程，以便求出系统的模态参数。坐标变换的变换矩阵为模态矩阵，其每列为模态振型。 模态分析是研究结构动力特性一种近代方法，是系统辨别方法在工程振动领域中的应用。模态是机械结构的固有振动特性，每一个模态具有特定的固有频率、阻尼比和模态振型。这些模态参数可以由计算或试验分析取得，这样一个计算或试验分析过程称为模态分析。这个分析过程如果是由有限元计算的方法取得的，则称为计算模记分析；如果通过试验将采集的系统输入与输出信号经过参数识别获得模态参数，称为试验模态分析。通常，模态分析都是指试验模态分析。振动模态是弹性结构的固有的、整体的特性。如果通过 AHA12GAGGAGAGGAFFFFAFAF
模态分析方法搞清楚了结构物在某一易受影响的频率范围内各阶主要模态的特性，就可能预言结构在此频段内在外部或内部各种振源作用下实际振动响应。因此，模态分析是结构动态设计及设备的故障诊断的重要方法。 模态分析最终目标是在识别出系统的模态参数，为结构系统的振动特性分析、振动故障诊断和预报以及结构动力特性的优化设计提供依据。 AHA12GAGGAGAGGAFFFFAFAF
AHA12GAGGAGAGGAFFFFAFAF 二、各模态分析方法的总结 （一）单自由度法 一般来说，一个系统的动态响应是它的若干阶模态振型的叠加。但是如果假定在给定的频带内只有一个模态是重要的，那么该模态的参数可以单独确定。以这个假定为根据的模态参数识别方法叫做单自由度(SDOF)法n1。在给定的频带范围内，结构的动态特性的时域表达表示近似为： ()[]}{}{T R R t r Q e t h r ψψλ= 2-1 而频域表示则近似为： ()[]}}{ {()[]2ωλωψψωLR UR j Q j h r t r r r -+-= 2-2 单自由度系统是一种很快速的方法，几乎不需要什么计算时间和计算机内存。 这种单自由度的假定只有当系统的各阶模态能够很好解耦时才是正确的。然而实际情况通常并不是这样的，所以就需要用包含若干模态的模型对测得的数据进行近似，同时识别这些参数的模态，就是所谓的多自由度(MDOF)法。 单自由度算法运算速度很快，几乎不需要什么计算和计
COMPANY STRATEGY 公司战略 专利权具有严格的地域性，要使一项新发明技术获得多国专利保护，就必须将该发明创造向多个国家申请专利。同一项发明创造在多个国家申请专利而产生的一组内容相同或基本相同的文件出版物，称为一个专利族。在每一专利族中，向第一国申请专利的文件出版物称为基本专利。目前，全球范围内约2/3的专利申请是申请人为了在多个国家和地区获得专利保护，就基本专利的技术内容向多个国家和地区进行专利申请。 全世界每年90％～95％的发明创造成果能在专利文献中查到，基本专利申请状况真实体现了企业技术发展重点和技术实力，是研究企业技术发展策略的重要手段。 在2007年《财富》世界500强企业排名中，斯伦贝谢（Schlumberger ）公司在油气设备和服务领域利 润排名第一，营业收入排名第二。本文以德温特专利数据库（Derwent Innovations Index，DII）申请日截至2007年底的数据为依据，通过对申请日分布、申请人分布、德温特专利分布等展开分析，同时结合企业的市场表现、科研投入等信息，探讨斯伦贝谢公司基本专利策略，希望相关企业能够从中得到启示与借鉴。 一、斯伦贝谢公司 基本专利布局和特点分析 截至2007年底，斯伦贝谢公司拥有的基本专利数为3397件，其上游基本专利拥有量占世界石油上游基本专利的3.4%。检索结果显示，斯伦贝谢公司基本专利具有以下特点。 斯伦贝谢公司基本专利布局及其发展趋势 张运东 李春新 赵 星* （中国石油集团经济技术研究院） * 本文合作者还包括万勇、张丽。 摘 要 斯伦贝谢公司是全球最大的跨国石油技术服务公司，截至2007年底，该公司在石油上游主要技术领域拥有基本专利3397件，占全球石油上游基本专利的3.4%。其中在测井领域，该公司基本专 利拥有量占全球测井基本专利的16.8%；在美国和英国的分支机构申请的基本专利占公司基本专利的 65.5%。斯伦贝谢公司基本专利的11.9%是与其他机构或企业合作申请的，共同申请是该公司专利申请 的重要方式之一。斯伦贝谢公司的专利申请以市场为导向进行重点布局。欧洲和北美既是该公司的市场重点，也是专利申请的重点地区。1996年以来，斯伦贝谢公司对科研的投入不断增加，对科研成果的知识产权保护力度不断加强，其基本专利年均增长率达到21%，在钻井、采油、测井、物探领域的基本专利申请量几乎每年都上一个新台阶。其中，钻井领域技术研发重点为旋转钻井井控设备；测井领域研发重点为电测井、随钻测井和声波测井；采油领域的研发重点为完井/增产。 关键词 斯伦贝谢 基本专利 布局 技术研发 发展策略
ANSYS中的模态分析与谐响应分析 作者：未知时间：2010-4-15 8:59:49 模态分析是分析结构的动力特性，与结构受什么样的荷载没有关系，只要给定了质量、弹性模量、泊松比等材料参数，并施加了边界约束就可以得到此状态下的各阶自振频率和振型（也称为模态）。 谐响应分析是分析结构在不同频率的简谐荷载作用下的动力响应，是与结构所受荷载相关的，只是结构所受荷载的都是简谐荷载，而且荷载频率的变化范围在谐响应分析时要给出来。 比如，在ANSYS谐响应分析中要给出这样的语句 FK,3,FX,7071,7071 ！指定点荷载的实部和虚部（或者幅值和相位角） HARFRQ,0,2.5, ！指定荷载频率的变化范围，也就是说只分析结构所受频率从0到2.5HZ之间的荷载 NSUBST,100, ！指定频率从0到2.5之间分100步进行计算 这样，结构所受的这个点荷载的表达式实际上是 F=(7071+i*7071)*exp(i*omiga*t) !式中omiga从0到2.5*2*3.1415926变化 分析得到结果是各点物理量随频率变化的，但物理量的值一般为复数，包括实部的虚部，这可以从后处理LIST结点值看出来。 个人认为进行谐响应分析并不一定要先进行模态分析（也叫振型分析、振型分解等），而直接进行谐响应分析后查看结构的物理量随频率变化曲线时也会看到在结构的自振频率处响应会放大（共振）。如果已经进行过模态分析的话，会发现谐响应分析时的共振频率和模态分析提到的自振频率是一致的。但有些时候模态分析中得到的有些频率在谐响应分析的频响曲线里可能很不明显。因此，只能说在谐响应分析前进行一下模态分析可以对结构的自振特性有个了解，以便验证谐响应分析结果是否合理。 另外，谐响应分析应该是频域分析方法的一个部分。对于相地震那样的时间过程线，直接进行时域分析（ANSYS里用暂态分析）可得到结构随时间的响应。而如果进行频域分析，就应该通过傅立叶变换把时域地震曲线变为由多个简谐荷载的叠加，然后再以此简谐荷载做为谐响应分析时的荷载进行谐响应分析，最后再对谐响应分析得到的结果进行傅立叶逆变换得到时域的结果。不知道这种理解是否正确，我也没有用ANSYS这样做过。如果正确的话，时域分析和频域分析的结果应该是一致的。 模态分析的应用及它的试验模态分析 模态分析是研究结构动力特性一种近代方法，是系统辨别方法在工程振动领域中的应用。模
ANSYS 模态分析实例 5.2ANSYS 建模 该课题研究的弹性联轴器造型如下图 5.2 : 图勺2弹性联轴器 1-联接柴油机大铁圈；茁橡胶膜片；3-联接电动机小铁圈 在ANSYS 中建立模型，先通过建立如 5.2所式二分之一的剖面图，通过绕中轴线 旋转建立模拟模型如下图 5.3资料个人收集整理，勿做商业用途 _.:q: 4 1(. 片三 _」」_止
5.3单元选择和网格划分 由于模型是三给实体模型，故考虑选择三维单元，模型中没有圆弧结构，用六面体单元划分网格不会产生不规则或者畸变的单元，使分析不能进行下去，所以采用六面体单元。经比较分析，决定采用六面体八结点单元SOLID185，用自由划分的方式划 分模型实体。课题主要研究对象是联轴器中橡胶元件，在自由划分的时候，中间件2 网格选择最小的网格，smart size设置为1,两端铁圈的smart size设置为6,网格划分 后模型如图5.4。资料个人收集整理，勿做商业用途 5.4边界约束 建立柱坐标系R- &Z,如5-5所示，R为径间，Z为轴向
选择联轴器两个铁圈的端面，对其面上的节点进行坐标变换，变换到如图5.5所示的柱坐标系，约束节点R，Z方向的自由度，即节点只能绕Z轴线转资料个人收集整理，勿做商业用途 5.5联轴器模态分析 模态分析用于确定设计中的结构或者机器部件振动特性（固有频率和振型），也是瞬态变动力学分析和谐响应分析和谱分析的起点。资料个人收集整理，勿做商业用途在模态分析中要注意：ANSYS模态分析是线性分析，任何非线性因素都会被忽略。因此在设置中间件2的材料属性时，选用elastic材料。资料个人收集整理，勿做商业用途 5.5.1联轴器材料的设置 材料参数设置如下表5-1 : 表5.1材料参数设置 表5.1材料参数设置 5.5.2联轴器振动特性的有限元计算结果及说明 求解方法选择Damped方法，频率计算结果如表5-2，振型结果为图5.6： 表5.2固有频率
机电技术 2012年2月 110 作者简介：卞信涛(1987－)，男，工程师，研究方向：汽车噪声与振动。 排气系统模态及振动响应分析 卞信涛 (东南(福建)汽车工业有限公司研发中心，福建 福州 350119) 摘 要：文章介绍利用Altair/HyperMesh 软件创建某排气系统有限元模型，运用MSC/Nastran 软件计算排气系统的约束模态，对约束模态分析的结果进行评价。最后结合排气系统吊耳振动响应分析结果，评估排气系统吊耳振动响应峰值频率点，为后续排气系统结构及吊耳位置优化提供依据。 关键词：排气系统；模态；振动；频率响应分析 中图分类号：U464 文献标识码：A 文章编号：1672-4801(2012)01-110-03 动力总成作为车辆的主要振动激励源，其工作时产生的振动传递给排气系统，然后再通过吊耳传递给车身，若吊耳位置及其性能匹配不佳，会导致较大的车身振动通过座椅、地板和方向盘直接传递给乘客，进而影响乘员舒适性。所以，控制传递到车身上的力是排气系统振动控制的最主要目标之一。 本文对某排气系统约束模态分析的结果进行评价，结合排气系统吊耳振动响应分析结果，评估排气系统吊耳振动响应峰值频率点，为后续排气系统结构及吊耳位置优化提供依据。 1 排气系统模型创建 图1 排气系统有限元模型 图1为排气系统的有限元模型，以下是该模型的主要组成部分： 动力总成部分：动力总成(包含排气歧管)是用质量、惯量、刚性梁和弹簧来模拟的，它的质量和惯量参数施加在质心上，用三个弹簧单元(每个弹簧单元有X 、Y 、Z 三个方向的刚度)来模拟悬置衬套，三个刚性梁单元分别将质心与悬置衬套连接起来。动力总成的质心与排气系统的开始端也用刚性梁单元相连。 排气系统部分：排气系统依据3D 模型建立，包括三元催化器、副消音器、主消音器以及吊耳等。 球连接及吊耳橡胶部分：球连接主要控制动力总成传递到冷端的振动，球连接只有三个方向的转动自由度，吊耳车身侧被动挂钩与排气系统侧主动挂钩间的橡胶用弹簧单元模拟，并设置X 、Y 、Z 三个方向的刚度。 2 排气系统模态分析 模态分析是排气系统频率响应分析的关键。排气系统的模态必须与发动机的激振频率和车体的模态分开，否则各系统的频率耦合在一起会产生强烈的共振。在进行排气系统的模态分析时，通常要对以下几个指标设定目标：第1阶横向弯曲模态，第1阶垂向弯曲模态，第1阶扭转模态等。 2.1 边界条件 该模型的约束边界条件有两部分：第一部分是发动机悬置的橡胶衬套，它的一端与动力总成相连，另一端固定。第二部分是吊耳的边界，吊耳橡胶一端与排气系统相连，另一端固定。 2.2 计算结果 由于该动力总成的怠速工况转速为650 r/min 左右。对四缸发动机来说，该动力总成的发火频率要大于20 Hz ，故该排气系统中低于20 Hz 的模态多为刚性模态且很难被激励出来，所以不考虑20 Hz 以下的模态。在设计排气系统时，要使得其模态数目越少越好。如果模态数目太多，那么系统中的某些频率很容易被激励起来。经过计算分析，在20～200 Hz 范围内该排气系统共有13阶模态。
EDM-Modal 模态分析软件的标准模态分析是一套完整的分析流程，包括从FRF数据选择到模态参数识别，再到结果验证和振型动画。 模态实验完成后，所有的FRF数据可用来进行下一步的模态分析。用户也可以从外部导入需要的FRF数据，增加或替换某些FRF信号。编辑完成的FRF 数据列表可导出到本地成为一个已选择集合，也可以导入已选择的集合直接用于分析。这些操作集中在“模态数据选择”模块。所有的FRF数据都能在模块浏览，同时几何模型显示已选择信号的测点，信号窗口分单独显示和集中显示两种方式浏览信号。 单击“模态参数”健，模态辨识过程将被启动。模态指示函数（MIF），包括MMIF，CMIF, RMIF，虚部集总，以及Mag集总，有助于指示重根和高度偶合的根（模态）。 稳态图（Stability Diagram）是模态参数识别的一种迭代方法。在标准模态分析中，我们使用最小二乘复指数法（LSCE）识别出所有极点。在稳态图中可以选择稳定的物理极点（而不是计算极点），使用最小二乘频域法进行用于下一步的振型计算。 计算出的振型结果将被保存并用以进行振型的动画显示。模态置信准则
（MAC）和FRF综合都可用来验证模态参数的正确性。 ★EDM Modal 标准模态分析主要特征如下： ①易用的模态数据选择 ②采用反卷积使信号平滑（仅限OMA模态测试） ③模态指示函数：Multivariate MIF, Complex MIF, Real MIF, Image Sum 自定义需要进行参数辨识的频段 ④稳态图 ⑤提供曲线拟合算法LSCE ⑥模态形状计算的最小二乘频域(LSFD)算法 ⑦可编辑的模态振型表 ⑧模态振型动画自/互MAC计算和显示 ⑨拟合FRF与测量FRF对比输入/输出振型：UFF格式 ★EDM Modal模态支持的功能如下： ①几何模型的创建/编辑/导入/导出/动画。 ②工作变形分析(ODS) ③锤击法模态实验
有限元仿真分析学习心得 1 有限元分析方法原理 有限元分析（FEA，Finite Element Analysis）利用数学近似的方法对真实物理系统（几何和载荷工况）进行模拟。还利用简单而又相互作用的元素，即单元，就可以用有限数量的未知量去逼近无限未知量的真实系统。 有限元法是随着电子计算机发展而迅速发展起来的一种工程力学问题的数值求解方法。20世纪50年代初，它首先应用于连续体力学领域—飞机结构静、动态特性分析之中，用以求得结构的变形、应力、固有频率以及阵型。由于其方法的有效性，迅速被推广应用于机械结构分析中。随着电子计算机的发展，有限元法从固体力学领域扩展到流体力学、传热学、电磁学、生物工程学、声学等。 随着计算机科学与应用技术的发展，有限元理论日益完善，随之涌现了一大批通用和专业的有限元计算软件。其中，通用有限元软件以ANSYS，MSC公司旗下系列软件为杰出代表，专业软件以ABAQUS、LS-DYNA、Fluent、ADAMS 为代表。 ANSYS作为最著名通用和有效的商用有限元软件之一，集机构、传热、流体、电磁、碰撞爆破分析于一体，具有强大的前后处理及计算分析能力，能够进行多场耦合，结构-热、流体-结构、电-磁场的耦合处理求解等。 有限元分析一般由以下基本步骤组成： ①建立求解域，并将之离散化成有限个单元，即将问题分解成单元和节点； ②假定描述单元物理属性的形(shape)函数，即用一个近似的连续函数描述每个单元的解； ③建立单元刚度方程； ④组装单元，构造总刚度矩阵； ⑤应用边界条件和初值条件，施加载荷； ⑥求解线性或者非线性微分方程组得到节点值，如不同节点的位移； ⑦通过后处理获得最大应力、应变等信息。 结构的离散化是有限元的基础。所谓离散化就是将分析的结构分割成为有限
排气系统模态及振动响应分析 1 排气系统模型 1.1几何模型 排气系统，包括三元催化器、波纹管、前消声器、后消声器、连接管、连接法兰等。四处吊挂分别位于前消声器前后和后消声器的前后，以橡胶悬挂在车厢底板平面上，见图1。整体坐标系采用右手法则的直角坐标系，X轴为从汽车前部指向后部，Y 轴指向汽车右侧，Z 轴指向上方。 图1 排气系统的三维几何模型 1.2有限元模型 排气系统大部分为薄板结构，采用壳单元来进行模拟；对连接法兰，则采用实体进行模拟，生成网格。由于波纹管、三元催化器、消声器结构的复杂性，在分析和建模过程中，进行了以下处理： （1）对波纹管结构，根据设计部门提供的波纹管结构数据，在CAD软件中建立波纹管的壳模型，然后将建立的模型组装进排气系统，进行网格划分。排气系统波纹管段的网格要非常细密，才能保证求解精确。 （2）三元催化器、前消声器取其外壳和内部隔板划分网格，不足的质量采用集中质量单元加在部件质心。 吊挂3 后消声器
（3）后消声器取实际模型； （4）有限元模型中，将连接法兰之间的橡胶密封垫省略，两个法兰间采用 RBE2连接。法兰的体网格与管道的壳网格、管道的壳网格之间用MPC连接。 （5）做自由模态分析时，忽略橡胶悬挂、吊钩等结构； （6）橡胶悬挂简化为线性弹簧。 图2为其有限元模型，体网格划分采用六面体单元，面网格采用四边形单元。 (a) 前段(b) 后段 图2 排气系统有限元模型 2 约束模态与振型节点分析 2.1 模态分析 对排气系统进行了约束模态分析。约束点取排气系统与发动机排气歧管连接法兰螺栓以及5个吊钩与车身连接处。表2为排气系统的前16阶自由模态频率及其振型说明。图3为前10阶振型。 表2 排气系统前16阶自由模态 阶数振型说明(主要变形) 1 XOY面内一阶弯曲 2 XOY面内一阶弯曲 3 XOZ面内，以波纹管为中心整体摆动 4 XOZ面内一阶弯曲 5 一阶扭转 6 二阶扭转 7 前段XOZ面内一阶弯曲，后段扭转 8 三元催化器段XOZ弯曲 9 以XOZ面内弯曲为主 10 以XOY面内弯曲为主 11 三元催化器段弯曲
?ANSYS动力学分析指南 作者: 安世亚太 第一章模态分析 §1.1模态分析的定义及其应用 模态分析用于确定设计结构或机器部件的振动特性（固有频率和振型），即结构的固有频率和振型，它们是承受动态载荷结构设计中的重要参数。同时，也可以作为其它动力学分析问题的起点，例如瞬态动力学分析、谐响应分析和谱分析，其中模态分析也是进行谱分析或模态叠加法谐响应分析或瞬态动力学分析所必需的前期分析过程。 ANSYS的模态分析可以对有预应力的结构进行模态分析和循环对称结构模态分析。前者有旋转的涡轮叶片等的模态分析，后者则允许在建立一部分循环对称结构的模型来完成对整个结构的模态分析。 ANSYS产品家族中的模态分析是一个线性分析。任何非线性特性，如塑性和接触（间隙）单元，即使定义了也将被忽略。ANSYS提供了七种模态提取方法，它们分别是子空间法、分块Lanczos法、PowerDynamics法、缩减法、非对称法、阻尼法和QR阻尼法。阻尼法和QR阻尼法允许在结构中存在阻尼。后面将详细介绍模态提取方法。 §1.2模态分析中用到的命令 模态分析使用所有其它分析类型相同的命令来建模和进行分析。同样，无论进行何种类型的分析，均可从用户图形界面（GUI）上选择等效于命令的菜单选项来建模和求解问题。 后面的“模态分析实例（命令流或批处理方式）”将给出进行该实例模态分析时要输入的命令（手工或以批处理方式运行ANSYS时）。而“模态分析实例（GUI方式）” 则给出了以从ANSYS GUI中选择菜单选项方式进行同一实例分析的步骤。（要想了解如何使用命令和GUI选项建模，请参阅<
模态分析意义模态分析是研究结构动力特性一种近代方法，是系统辨别方法在工程振动领域中的应用。模态是机械结构的固有振动特性，每一个模态具有特定的固有频率、阻尼比和模态振型。这些模态参数可以由计算或试验分析取得，这样一个计算或试验分析过程称为模态分析。这个分析过程如果是由有限元计算的方法取得的，则称为计算模态分析；如果通过试验将采集的系统输入与输出信号经过参数识别获得模态参数，称为试验模态分析。通常，模态分析都是指试验模态分析。振动模态是弹性结构的固有的、整体的特性。如果通过模态分析方法搞清楚了结构物在某一易受影响的频率范围内各阶主要模态的特性，就可能预言结构在此频段内在外部或内部各种振源作用下实际振动响应。因此，模态分析是结构动态设计及设备的故障诊断的重要方法。机器、建筑物、航天航空飞行器、船舶、汽车等的实际振动千姿百态、瞬息变化。模态分析提供了研究各种实际结构振动的一条有效途径。首先，将结构物在静止状态下进行人为激振，通过测量激振力与胯动响应并进行双通道快速傅里叶变换（FFT）分析，得到任意两点之间的机械导纳函数（传递函数）。用模态分析理论通过对试验导纳函数的曲线拟合，识别出结构物的模态参数，从而建立起结构物的模态模型。根据模态叠加原理，在已知各种载荷时间历程的情况下，就可以预言结构物的实际振动的响应历程或响应谱。近十多年来，由于计算机技术、
FFT 分析仪、高速数据采集系统以及振动传感器、激励器等技术的发展，试验模态分析得到了很快的发展，受到了机械、电力、建筑、水利、航空、航天等许多产业部门的高度重视。已有多种档次、各种原理的模态分析硬件与软件问世。在各种各样的模态分析方法中，大致均可分为四个基本过程：（1）动态数据的采集及频响函数或脉冲响应函数分析1）激励方法。试验模态分析是人为地对结构物施加一定动态激励，采集各点的振动响应信号及激振力信号，根据力及响应信号，用各种参数识别方法获取模态参数。激励方法不同，相应识别方法也不同。目前主要由单输入单输出（SISO）、单输入多输出（SIMO）多输入多输出（MIMO）三种方法。以输入力的信号特征还可分为正弦慢扫描、正弦快扫描、稳态随机（包括白噪声、宽带噪声或伪随机）、瞬态激励（包括随机脉冲激励）等。2）数据采集。SISO 方法要求同时高速采集输入与输出两个点的信号，用不断移动激励点位置或响应点位置的办法取得振形数据。SIMO 及MIMO 的方法则要求大量通道数据的高速并行采集，因此要求大量的振动测量传感器或激振器，试验成本较高。3）时域或频域信号处理。例如谱分析、传递函数估计、脉冲响应测量以及滤波、相关分析等。（2）建立结构数学模型根据已知条件，建立一种描述结构状态及特性的模型，作为计算及识别参数依据。目前一般假定系统为线性的。由于采用的识别方法不同，也分为频域建模和时
与贝克休斯强调独立的数字化业务板块和全产业链覆盖、侧重设备运营不同，斯伦贝谢的数字化转型，一是强调数据、管理系统和硬件设备的有效组合，以实现更高水平的技术一体化，重心在上游勘探开发生产的各个专业领域；二是强调数字技术赋能生产作业，提高作业效率、减少非生产时间、降低综合成本。 在组织架构方面，斯伦贝谢油藏描述、钻井、卡麦龙和生产四大业务集团负责搭建四个专业领域技术平台，将各业务集团内部的硬件设备、软件应用程序、专业领域知识和数字化技术组合在一起，向客户提供无缝衔接的一体化产品和服务。 斯伦贝谢软件一体化解决方案部门是数字化技术和软件开发的主体，成立35年来推出了大量专业应用程序、信息管理系统和IT设备，过去5年加速吸收数字化技术最新成果。2014年，斯伦贝谢在美国加州门罗公园建立斯伦贝谢软件技术创新中心；2016年，美国得州舒格兰工业互联网中心开始侧重云计算、大数据分析、工业物联网、自动化、网络安全领域的平台架构和基础设施架构研发；2017年，位于美国马萨诸塞州剑桥市的斯伦贝谢道尔研究所（Schlumberger-Doll Research Center）设立机器人部门，支持系统自动化业务。 2017年，斯伦贝谢将整个公司的技术研发与设备制造力量重组为勘探与开发、建井、非常规完井、生产管理四个专业领域技术平台（基本上与四大业务集团对应），首先完成各个专业领域内部的研发一体化，推动数字化技术与硬件设备制造、软件开发和专业领域知识一起为专业领域技术系统服务，实现从单个技术创新到技术系统创新的转变。与此同时，斯伦贝谢推出DELFI勘探开发认知环境（DELFI Cognitive E&P Environment），为四个专业领域技术平台提供数字化技术支持；逐步建立数字化硬件框架，为硬件设备提供一套清晰的设计准则，使硬件设备产品能够更好地发挥数字化技术优势。DELFI环境和数字化硬件框架作为统一职能管理平台的一部分，支持各“业务—地域”单元的生产经营。 01专注上游业务专业领域内部创新 斯伦贝谢数字化转型的特点是分步骤的小范围整合，具体表现在业务集团内部努力将彼此独立的数字化技术、硬件设备、软件应用程序和专业领域知识有机组合成一体化专业领域技术系统，即勘探与开发、建井、非常规完井、生产管理四个专业领域技术平台。斯伦贝谢认为精心设计的平台架构既能够促进各个产品和服务共同提高系统绩效，又能够利用全部数据推动系统的持续改进，还能够不断提高系统的自动化水平。
模态分析是分析结构的动力特性，与结构受什么样的荷载没有关系，只要给定了质量、弹性模量、泊松比等材料参数，并施加了边界约束就可以得到此状态下的各阶自振频率和振型（也称为模态）。 谐响应分析是分析结构在不同频率的简谐荷载作用下的动力响应，是与结构所受荷载相关的，只是结构所受荷载的都是简谐荷载，而且荷载频率的变化范围在谐响应分析时要给出来。 比如，在ANSYS谐响应分析中要给出这样的语句 FK,3,FX,7071,7071 ！指定点荷载的实部和虚部（或者幅值和相位角） HARFRQ,0,2.5, ！指定荷载频率的变化范围，也就是说只分析结构所受频率从0到2.5HZ之间的荷载NSUBST,100, ！指定频率从0到2.5之间分100步进行计算 这样，结构所受的这个点荷载的表达式实际上是 F=(7071+i*7071)*exp(i*omiga*t) !式中omiga从0到2.5*2*3.1415926变化 分析得到结果是各点物理量随频率变化的，但物理量的值一般为复数，包括实部的虚部，这可以从后处理LIST结点值看出来。 个人认为进行谐响应分析并不一定要先进行模态分析（也叫振型分析、振型分解等），而直接进行谐响应分析后查看结构的物理量随频率变化曲线时也会看到在结构的自振频率处响应会放大（共振）。如果已经进行过模态分析的话，会发现谐响应分析时的共振频率和模态分析提到的自振频率是一致的。但有些时候模态分析中得到的有些频率在谐响应分析的频响曲线里可能很不明显。因此，只能说在谐响应分析前进行一下模态分析可以对结构的自振特性有个了解，以便验证谐响应分析结果是否合理。 另外，谐响应分析应该是频域分析方法的一个部分。对于相地震那样的时间过程线，直接进行时域分析（ANSYS里用暂态分析）可得到结构随时间的响应。而如果进行频域分析，就应该通过傅立叶变换把时域地震曲线变为由多个简谐荷载的叠加，然后再以此简谐荷载做为谐响应分析时的荷载进行谐响应分析，最后再对谐响应分析得到的结果进行傅立叶逆变换得到时域的结果。不知道这种理解是否正确，我也没有用ANSYS这样做过。如果正确的话，时域分析和频域分析的结果应该是一致的。 模态分析的应用及它的试验模态分析 模态分析是研究结构动力特性一种近代方法，是系统辨别方法在工程振动领域中的应用。模态是机械结构的固有振动特性，每一个模态具有特定的固有频率、阻尼比和模态振型。这些模态参数可以由计算或试验分析取得，这样一个计算或试验分析过程称为模态分析。这个分析过程如果是由有限元计算的方法取得的，则称为计算模记分析；如果通过试验将采集的系统输入与输出信号经过参数识别获得模态参数，称为试验模态分析。通常，模态分析都是指试验模态分析。振动模态是弹性结构的固有的、整体的特性。如果通过模态分析方法搞清楚了结构物在某一易受影响的频率范围内各阶主要模态的特性，就可能预言结构在此频段内在外部或内部各种振源作用下实际振动响应。因此，模态分析是结构动态设计及设备的故障诊断的重要方法。 模态分析最终目标在是识别出系统的模态参数，为结构系统的振动特性分析、振动故障诊断和预报以及结构动力特性的优化设计提供依据。 模态分析技术的应用可归结为一下几个方面： 1) 评价现有结构系统的动态特性； 2) 在新产品设计中进行结构动态特性的预估和优化设计； 3) 诊断及预报结构系统的故障； 4) 控制结构的辐射噪声； 5) 识别结构系统的载荷。 机器、建筑物、航天航空飞行器、船舶、汽车等的实际振动千姿百态、瞬息变化。模态分析提供了研究各种实际结构振动的一条有效途径。首先，将结构物在静止状态下进行人为激振，通过测量激振力与胯动响应并进行双通道快速傅里叶变换（FFT）分析，得到任意两点之间的机械导纳函数（传递函数）。用模态分析理论通过对试验导纳函数的曲线拟合，识别出结构物的模态参数，从而建立起结构物的模态模型。根据模态叠加原理，在已知各种载荷时间历程的情况下，就可以预言结构物的实际振动的响应历程或响应
LMS https://www.doczj.com/doc/f05653328.html,b中文操作指南 比利时LMS国际公司北京代表处 2009年 ６月
内容 ? Desktop桌面操作 ? Geometry几何建模 ? Signature信号特征测试分析 ? Impact锤击法模态测试 ? Spectral Testing谱分析 ? Modal Analysis模态分析 ? Modification Prediction模态修改预测? ODS工作变形分析 ? OMA运行模态分析
LMS https://www.doczj.com/doc/f05653328.html,b中文操作指南— Desktop桌面操作 比利时LMS国际公司北京代表处 2009年2月
LMS https://www.doczj.com/doc/f05653328.html,b中文操作指南 — Desktop桌面操作 目录 1.开始 (2) 2.浏览数据 (3) 3.显示数据 (4) 3.1.测试的数据 (4) 3.2.图形拷贝 (8) 3.3.几何图形显示 (8) 4.数据调理 (10) 5.搜索功能 (11) 6.Documentation 界面 (13) 6.1.添加附件 (13) 6.2.添加模板 (14) 6.3.添加用户属性 (15) 7.导入外部数据 (17)
1. 开始 ? 启动 LMS https://www.doczj.com/doc/f05653328.html,b Desktop 从 开始菜单 ? 所有程序 ? LMS https://www.doczj.com/doc/f05653328.html,b 9A ? Desktop 或者通过 桌面的快捷图标 软件打开后，通过底部的导航条，可以看到两个界面：Documentation 和 Navigator 。默认会打开一个空白的Project ，软件激活“Navigator”页面中的“Data Viewing”子页面。可以浏览数据，图形显示数据。 页面 在LMS https://www.doczj.com/doc/f05653328.html,b 资源管理器中可以看到Project ，另外还有： My Computer: 资源管理器最后一个项目。可以浏览您电脑中的数据。 My Links: 此处可以链接常用Project 的快捷方式，首先从“My Computer”找到 Project ，右键单击Copy ，然后到 “My Links”右键单击Paste as link 。 Search Results: LMS https://www.doczj.com/doc/f05653328.html,b 软件可以进行搜索，搜索的结果放在此处。 Input Basket: 暂时存放准备作处理的数据。 Online Data: 此目录可浏览采集时定义的在线数据。 Workspace: 和Windows 中的Workspace 一样，暂时存放数据。
模态分析是研究结构动力特性一种近代方法，是系统辨别方法在工程振动领域中的应用。模态是机械结构的固有振动特性，每一个模态具有特定的固有频率、阻尼比和模态振型。这些模态参数可以由计算或试验分析取得，这样一个计算或试验分析过程称为模态分析。这个分析过程如果是由有限元计算的方法取得的，则称为计算模态分析；如果通过试验将采集的系统输入与输出信号经过参数识别获得模态参数，称为试验模态分析。通常，模态分析都是指试验模态分析。 概述 振动模态是弹性结构固有的、整体的特性。通过模态分析方法搞清楚了结构物在某一易受影响的频率范围内的各阶主要模态的特性，就可以预言结构在此频段内在外部或内部各种振源作用下产生的实际振动响应。因此，模态分析是结构动态设计及设备故障诊断的重要方法。 机器、建筑物、航天航空飞行器、船舶、汽车等的实际振动模态各不相同。模态分析提供了研究各类振动特性的一条有效途径。首先，将结构物在静止状态下进行人为激振，通过测量激振力与响应并进行双通道快速傅里叶变换（FFT）分析，得到任意两点之间的机械导纳函数（传递函数）。用模态分析理论通过对试验导纳函数的曲线拟合，识别出结构物的模态参数，从而建立起结构物的模态模型。根据模态叠加原理，在已知各种载荷时间历程的情况下，就可以预言结构物的实际振动的响应历程或响应谱。 近十多年来，由于计算机技术、FFT分析仪、高速数据采集系统以及振动传感器、激励器等技术的发展，试验模态分析得到了很快的发展，受到了机械、电力、建筑、水利、航空、航天等许多产业部门的高度重视。已有多种档次、各种原理的模态分析硬件与软件问世。 用处
模态分析的最终目标是识别出系统的模态参数，为结构系统的振动特性分析、振动故障诊断和预报以及结构动力特性的优化设计提供依据。 模态分析技术的应用可归结为以下几个方面： 1) 评价现有结构系统的动态特性； 2) 在新产品设计中进行结构动态特性的预估和优化设计； 3) 诊断及预报结构系统的故障； 4) 控制结构的辐射噪声； 5) 识别结构系统的载荷。 最佳悬挂点 模态试验时，一般希望将悬挂点选择在振幅较小的位置，最佳悬挂点应该是某阶振型的节点。 最佳激励点 最佳激励点视待测试的振型而定，若单阶，则应选择最大振幅点，若多阶，则激励点处各阶的振幅都不小于某一值。如果是需要许多能量才能激励的结构，可以考虑多选择几个激励点。 最佳测试点 模态试验时测试点所得到的信息要求有尽可能高的信噪比，因此测试点不应该靠近节点。在最佳测试点位置其AD DOF(Average Driving DOF Displacement)值应该较大，一般可用EI(Effective Independance)法确定最佳测试点。 模态参数有那些 模态参数有：模态频率、模态振型、模态质量、模态向量、模态刚度和模态阻尼等。 主模态主空间主坐标 无阻尼系统的各阶模态称为主模态，各阶模态向量所张成的空间称为主空间，其相应的模态坐标称为主坐标。 模态截断