MEScope在实验模态的分析应用

國立屏東科技大學機械工程系ME’Scope在實驗模態分析之應用-I-目錄摘要.................................................................................................................................1一、ME’Scope之介紹.................................................................................................11.ME’Scope之硬體需求.......................................................................................12.ME’Scope之資料分類.......................................................................................12.1StructureFile...........................................................................................12.2DataBlockFile.......................................................................................12.3ShapeTableFile......................................................................................13.ME’Scope之架構...............................................................................................14.ME’Scope之功能簡介.......................................................................................24.1傳統實驗模態分析.................................................................................24.2計算頻譜函數及操作變形振型之頻率響應函數.................................24.3計算頻率響應函數及操外力預測.........................................................24.4結構修整.................................................................................................2二、ME’Scope之操作步驟及使用說明.....................................................................21.建立幾何模型.....................................................................................................21.1懸臂樑模型.............................................................................................21.2銅鑼模型.................................................................................................32.輸入..............................................................................................................3ijH2.1siglab輸入...............................................................................................32.2UF檔輸入...............................................................................................33.曲線嵌合.............................................................................................................33.1單自由度.................................................................................................33.2多自由度.................................................................................................44.響應輸出.............................................................................................................44.1頻率響應函數輸出.................................................................................44.2Synthesize頻率響應函數輸出...............................................................45.其他功能.............................................................................................................55.1動畫輸出.................................................................................................55.2圖形輸出.................................................................................................5三、懸臂樑結構曲線嵌合流程...................................................................................5四、結論14五、參考文獻.............................................................................................................14-II--1-摘要本文是介紹其ME’Scope之功能及其在實驗模態分析中之相關操作及分析流程[1]，包含幾何圖形之建立、頻率響應函數輸入及曲線嵌合過程，並分別針對板及樑結構做功能上之介紹。最後對一懸臂樑結構進行曲線嵌合，求得模態參數，包含自然頻率、模態振型、及阻尼比有完整之介紹。一、ME’Scope之介紹1.ME’Scope之硬體需求◎ME’Scope必須在中央處理器為200MHz以上之IBM電腦或是相容電腦◎至少要有32Mb記憶體以上◎硬碟空間至少有50Mb以上◎操作環境為MSWindows95/98/ME或WindowsNT/2000/XP2.ME’Scope之資料分類ME’Scope把資料分別分為StructureFile、DataBlockFile及ShapeTableFile三種。2.1StructureFileStructureFile為實際所量測之結構幾何形狀，包含了Point、Line、SurfaceTriangles、FEObjects及Substructures2.2DataBlockFileDataBlockFile(*.BLK)包含了時間域或是頻率域的量測，而每一筆的量測資料如FRF便稱為Trace，在DataBlock內之Trace可以用圖形介面呈現出來。在DataBlockFile中，可以將所量得到時間域及頻率域之ODS、模態振型、聲音振型或是EDS’s(EngineeringDataShape)可以在一3DModel來呈現出來。2.3ShapeTableFileShapeTableFile(*.SHP)是由不同自由度兩點或是更多的量測資料所構成，而ShapeData是由不同的數值、向量、旋轉角及應變資料來組成。在振動之振型方面，是利用了ODS在或接近共振點的模態振型來呈現。而音場量測則利用兩個以上之自由度來呈現其聲音振型。其他方面之振型則稱作EDS’s。3.ME’Scope之架構圖1為ME’Scope之架構，在一個project中包含了StructureFile、DataBlockFile及ShapeTableFile。在實際結構之幾何形狀可由StructureFile來建立，DataBlock則是由頻譜分析儀所量測而得之資料。ShapeTableFile是將所量測得到之頻率響應函數進行估測及計算所得。ProjectShapeTableBlockDataStructureFile圖1、ME’Scope之架構4.ME’Scope之功能簡介4.1傳統實驗模態分析4.2計算頻譜函數及操作變形振型之頻率響應函數4.3計算頻率響應函數及操外力預測4.4結構修整二、ME’Scope之操作步驟及使用說明1.建立幾何模型1.1懸臂樑模型File→New→Structure→ObjectsEdit/DrawingAssistantProperties如圖2所示，直接建構一懸臂樑模型，因為量測點規劃為樑之中點，所以在幾何模型的建立一直線來表示即可，由Properties來規劃量測點-2-圖2、懸臂樑模型1.2銅鑼模型File→New→Structure→ObjectsEdit/DrawingAssistantProperties如圖3所示，直接建構平面圓形平板模型，所以在幾何模型的建立一平板來表示實際銅鑼即可，由Properties來規劃量測點，可以決定圓週點數及半徑方向點數，以吻合實際點數之分割。圖3、銅鑼模型2.輸入ijH2.1siglab輸入File→Import→DataBlock→UniversalFileFormat→*.ascFrequencyDomain→Translate→OK將siglab所量得到之*.vna檔先由matlab轉換成為ascii檔，再進行Import便並將檔案類型選為UniversalFileFormat便可以將量測之頻率響應函數輸入至ME’Scope內。2.2UF檔輸入File→Import→DataBlock→UniversalFileFormat→*.UFFFrequencyDomain→Translate→OK將UniversalFile(*.UF)之副檔名更改成(*.UFF)，之後進行Imp