有机玻璃模态试验的频率工作扰度形状（ODS）分析

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工作扰度形状(ODS)分析通过试验结构的形变动画帮助用户掌握测试单元的动力学特性。顾名思义，结构在工作状态下的变形是可视化的。这有助于获取测试单元的受迫响应。振动的幅值和相位通过动态图和等高线显示，从而将振动的分布和强度可视化。

根据试验结构的变形信息（即形变的大小和方向），通过增加阻尼、改变刚度或者重新分配质量对试验结构设计进行优化，改善测试单元的结构性能。

模态分析软件EDM Modal 工作扰度形状 (ODS) 能够将试验结构的变形很好地可视化。时域数据和频域数据通过几何模型动画动态显示。这一功能在所有的EDM Modal模态测试和分析类型中都能使用。

时域ODS将结构所有阶次的模态振型叠加显示。频域ODS根据固有频率划分，将结构的各阶模态振型单独显示。

工作扰度形状(ODS)分析通过试验结构的形变动画帮助用户掌握测试单元的动力学特性。顾名思义，结构在工作状 ...

图1. 频域 ODS 动画

在这个实验中，有机玻璃板用弹簧绳悬挂，以模拟自由-自由边界条件。通过EDM Model模态测试软件创建有机玻璃板的几何模型，在几何模型上划分网格。用模态激振器激励平板，通过在网格测点上巡回的单轴加速度传感器捕捉响应。

有机玻璃板的模态激振试验

这个模态试验的采样率选用1.28kHz，块大小选用4096，通过这种配置获得0.3125Hz足够高的频率分辨率。每个测量自由度通过28次线性平均计算获得较低的背景噪声和较高的测量精度。

突发随机激励可提供576Hz频率范围内的能量。同时支持设置突发百分比，以控制无输出持续时间，有利于响应衰减至零。通过这一设置，信号将不会有泄露，因此可以选用矩形窗。对于这个试验，输出幅值设置成0.2V，突发百分比设置成80%。

激振器法模态试验完成后，对不同运行的频响函数FRF进行处理，以获得ODS数据。 EDM的数据库结构非常便于浏览和选择数据。选择的数据集可以通过几何模型动画显示。时域或频域的振动动画支持保存为.avi格式的视频或.gif格式的图片。任意特定时刻的结构变形可以保存为图片文件。

源类型根据测试数据集选择。通常，它可以是时间、FRF或频谱，比如用于工作模态分析（OMA）测试的CPS。下面的截图显示 FRF ODS动画。可以通过鼠标将光标沿着频率横坐标移动到需要的位置。



图 3. FRF ODS
在信号图的上方，可以点击播放按钮来播放ODS动画。再次点击播放按钮，可以停止动画播放。可以使用向前或向后按钮向前或向后移动数据点。停止按钮将使当前光标回到开始位置。除了几何显示按钮，还有幅值增大和减小按钮。

支持驻留在某个频率、向后扫频、设置扫频速度（滑动条）、设置动画速度（滑动条）和归一化模态等功能。归一化模态有助于放大观察ODS在非固有频率对应低振幅频响下的运动，也有助于清楚地观察结构各阶模态间的转换。用户可以通过调整横轴和纵轴改变显示视角和比例。左下角的文本栏会显示状态信息。

下图显示了有机玻璃板的ODS，其中图4是刚性模态，图5是前两阶弹性模态。

图 4. 刚性模态 ODS

图 5. 弹性模态 ODS

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