Analiza modalna – co to jest?

Analiza modalna, to technika pomiarowa stosowana w inżynierii i fizyce, która służy do badania dynamicznego zachowania struktur, konstrukcji i maszyn. Polega na analizie naturalnych częstotliwości, postaci modalnych oraz współczynników tłumienia danego systemu, co pozwala zrozumieć jego reakcję na zewnętrzne siły lub zaburzenia.

Co to jest analiza modalna?

Podstawową ideą, stojącą za analizą modalną jest to, że każdy obiekt posiada zbiór charakterystycznych częstotliwości, w których drgania utrzymują się przez pewien czas, gdy zostanie pobudzony. Poprzez określenie tych naturalnych częstotliwości i związanych z nimi postaci drgań, inżynierowie i naukowcy mogą zrozumieć, jak system będzie reagował, na różne rodzaje wymuszeń.

Analiza modalna jest często stosowana w projektowaniu i optymalizacji struktur, takich jak budynki, mosty czy samoloty, a także w rozwoju systemów mechanicznych i elektrycznych. Może również być wykorzystana do diagnozowania problemów w istniejących systemach, np. do identyfikacji przyczyny drgań lub hałasu w maszynach.

Do analizy modalnej wykorzystuje się różne techniki, w tym metody eksperymentalne, takie jak badania modalne, polegające na pomiarze odpowiedzi struktury na zadane siły oraz metody numeryczne, takie jak metoda elementów skończonych, polegające na modelowaniu systemu, za pomocą równań matematycznych i symulowaniu jego odpowiedzi.

Na czym polega analiza modalna?

Analiza modalna polega na badaniu naturalnych częstotliwości, postaci modalnych oraz współczynników tłumienia struktur lub obiektów, aby zrozumieć ich dynamiczne zachowanie. Ta technika umożliwia określenie, w jaki sposób dana struktura lub maszyna, reaguje na zewnętrzne siły lub zaburzenia, a także może pomóc, w identyfikacji potencjalnych problemów związanych z drganiami.

Jak przeprowadza się analizę modalną?

Analiza modalna jest przeprowadzana zwykle w kilku krokach:

• Zdefiniowanie modelu struktury/systemu – należy stworzyć dokładny model struktury lub systemu w oparciu o jego rzeczywiste wymiary, kształt i właściwości materiałów. Model można stworzyć na podstawie pomiarów lub przy użyciu oprogramowania do modelowania numerycznego, takiego jak metoda elementów skończonych.
• Wybór typu pomiaru – w zależności od rodzaju struktury lub systemu, analiza modalna może wymagać różnych technik pomiarowych, takich jak analiza wibracji, pomiar siły lub deformacji. Należy wybrać odpowiednią technikę pomiarową, aby uzyskać dokładne wyniki.
• Pobudzanie systemu – aby uzyskać odpowiedzi dynamiczne struktury lub systemu, trzeba go pobudzić siłą impulsową lub sygnałem ciagłym. Pobudzenie może być mechaniczne lub elektryczne, a wibracje struktury/systemu mogą być mierzone przy użyciu czujników wibracji.
• Analiza danych – dane z pomiarów są analizowane przy użyciu różnych narzędzi i technik, takich jak analiza częstotliwościowa, analiza funkcji odpowiedzi, metoda wyciszania modalnego i inne. Wyniki analizy danych pozwalają na określenie naturalnych częstotliwości, postaci modalnych i współczynników tłumienia systemu.
• Interpretacja wyników – po uzyskaniu wyników analizy modalnej, należy je zinterpretować, w kontekście konkretnych wymagań projektowych. Analiza modalna może dostarczyć informacji na temat odpowiedzi struktury/systemu na różne pobudzenia, wykryć potencjalne problemy związane z drganiami, a także pomóc w optymalizacji projektu dla danego zastosowania.

Ważne jest, aby przeprowadzenie analizy modalnej było zgodne z odpowiednimi standardami i wytycznymi branżowymi.

Od niedawna rozwiązanie ModalAmplified™ udostępnione przez RDI Technologies pozwala na znaczne skrócenie procesu pozyskiwania danych i wizualizowanie postaci drgań w rzeczywistym widoku analizowanego obiektu.