结构动力学是关于结构属性以及结构在受到各种物理力作用时的行为的表征。无论是海上大风中振动的风力发电机叶片、经历湍流的飞机,还是面临自激振动的机械结构,这些力都在考验着结构的完整性。

虽然结构需要具有弹性和刚性,但过度设计既不必要又昂贵,尤其是在考虑重量的情况下。而某些结构(如发动机支架)不能过于刚性,因为它们需要吸收振动以提高舒适度。

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结构表征

结构动力学是关于结构特性和结构行为的表征。结构特性用一组模态参数表示,每个参数由固有(共振)频率、阻尼值和振型组成。模态参数是从描述输入和输出之间关系的数学模型中导出的,并且可以使用经典模态分析或运行模态分析(OMA)来获得。

在经典模态分析中,使用冲击锤或模态激振器对结构进行激励,而在运行模态分析中使用自然激励。在这两种情况下,通常使用加速度计来测量响应。

确定冲击如何影响结构是一种特殊类型的结构表征。为此,使用了根据时域瞬态计算的冲击响应谱(SRS)。

使用诸如工作变形分析(ODS)之类的技术来观察结构行为,以确定各种操作条件下结构的振动模式,或者使用永久结构健康监测(SHM)来连续跟踪结构状态并确定所需的结构健康管理。

网络研讨会:网络研讨会:结构动力学测量与分析入门

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集成测试与仿真

结构通常使用有限元(FE)模型进行设计,其几何模型和结果预测对于优化试验非常有用。

导入详细的FE模型不仅可以创建更简单、高度准确的测试模型。有限元模型还可以帮助您定义最佳激励和响应自由度,以获得尽可能好的测试结果。有限元预测可以与测试结果相关联,测试数据可以导入回模拟工具中,用于更新有限元模型。