nmodal

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 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

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

某建筑结构 OMA 识别的密集模态

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

圆盘 EMA 分析的模态指示函数建筑 OMA 分析的模态指示函数

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

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

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