آناليز مودال دانشگا

دوشنبه ۱۲ خرداد ۹۹ | ۲۲:۳۹ ۷۵ بازديد

در دو دهه گذشته، آناليز مودال به دانشي فراگير با هدف تعيين، بهبود و بهينه سازي مشخصات ديناميكي سازه هاي مهندسي تبديل شده است. طراحي امروزي سازه هاي پيچيده مكانيكي، هوايي و ساختماني به گونه اي است كه علاوه بر مقاومت بالا بايستي داراي وزن كم و قابليت انعطاف زياد باشند.

به عنوان مثال، در صنعت خودروسازي تلاش زيادي صرف كاهش وزن بدنه شده است. به منظور كم كردن اثرات اينرسي حين ماموريت در سازه هاي فضايي، مانند آنتن هاي ماهواره اي، كاهش وزني در حد چند گرم نيز حائز اهميت فراوان است. اين نيازهاي جدي در طراحي سازه هاي جديد، پتانسيل بروز ارتعاشات ناخواسته را در اين سازه ها افزايش مي دهد. از ديگر حقايق زندگي مدرن، تقاضاي روزافزون براي سازه هاي ايمن و قابل اعتماد مطابق با ضوابط وضع شده توسط دولت ها و يا نياز مشتري مي باشد. مدل سازي كامپيوتري به تنهايي قادر به تعيين رفتار ديناميكي سازه نمي باشد، زيرا برخي خواص سازه مانند ميرايي و يا خواص غيرخطي از قواعد معمول در مدل سازي پيروي نمي كنند. همچنين، اطلاعات فراتري براي مدل سازي به دليل عدم قطعيت در شرايط مرزي، مورد نياز مي باشد. پيشرفت هاي اخير در تكنيك هاي تجربي باعث تكامل مقوله مدل سازي با استفاده از خواص تجربي، شده است. بخش مهمي از اين تلاش، پيشرفت هاي حاصل شده در آنالايزرهاي تبديل ديجيتال فوريه بوده است. تكنيك هاي تجربي توسط آناليز مودال رشد و تقويت يافته و در مقابل، انگيزه اي قوي براي پيشرفت آناليز مودال ايجاد كرده اند.

آناليز مودال چيست؟

آناليز مودال، فرآيند تعيين خواص ذاتي ديناميكي يك سيستم در قالب فركانس هاي طبيعي، ضرايب ميرايي و شكل مودها و به كارگيري آنها به منظور ايجاد مدلي رياضي از رفتار ديناميكي سيستم مي باشد. اين مدل رياضي به مدل مودال سيستم و اطلاعات مربوط به مشخصات آن، داده هاي مودال ناميده مي شوند. آناليز مودال، هر دو مبحث تئوري و تجربي را در بر مي گيرد. آناليز مودال تئوري، بر اساس يك مدل فيزيكي از سيستمي ديناميكي شامل خواص جرمي، سختي و ميرايي مي باشد. اين خواص ممكن است به صورت معادلات ديفرانسيل پاره اي موجود باشند. به كمك تحليل اجزاي محدود مدرن مي توان تقريباً هر سازه ديناميكي خطي را گسسته سازي كرد و در نتيجه به طور قابل ملاحظه اي قابليت و ميدان كاري آناليز مودال تئوريك افزايش يافته است. امروزه آناليز مودال تجربي كاربردهاي گسترده‌اي در تصحيح ديناميك سازه‌ها، بهبود مدل‌هاي تحليلي، طراحي ديناميكي بهينه، كنترل ارتعاشات، عيب‌يابي و پايش سلامت سازه‌ها در زمينه‌هاي مهندسي هوافضا، مكانيك و عمران پيدا كرده است. براي انجام آزمون مودال معمولاً سيستم مورد نظر به آزمايشگاه منتقل شده و پس از شبيه‌سازي شرايط مرزي با اعمال نيروهاي تحريك ساخته شده و معين به ارتعاش واداشته مي‌شود. سپس با استفاده از پاسخ و نيروي تحريك اندازه‌گيري شده توابع پاسخ فركانسي محاسبه و از طريق روش‌هاي مختلف آناليز مودال، پارامترهاي مودال سيستم شامل فركانس‌هاي طبيعي، نسبت‌هاي ميرايي و شكل مودها استخراج مي‌شود...

جزوه آموزش جامع آناليز مودال پروفسور سعيد ضيائي راد، جزوه اي جامع و بي نظير از آموزش روش اجزاي محدود و آناليز مودال است كه مشتمل بر 19 بخش، در 570 اسلايد، با فرمت Powerpoint و به ترتيب زير گردآوري شده است:

بخش 1: مروري بر آناليز مودال
بخش 2: تحليل و تست مودال
بخش 3: تئوري آناليز مودال سيستم يك درجه آزادي
بخش 4: سيستم ناميرا MDOF
بخش 5: آناليز مودال سيستم هاي چند درجه آزادي ناميرا
بخش 6: سيستم MDOF با ميرايي متناسب
بخش 7: سيستم MDOF با ميرايي
بخش 8: آناليز مودال سيستم هاي چند درجه آزادي ميرا
بخش 9: شيوه هاي پيچيده آناليز و تست مودال
بخش 10: ويژگي ها و ارائه MDOF FRF داده
بخش 11: تكنيك هاي اساسي اندازه گيري آناليز و تست مودال
بخش 12: اندازه گيري تابع پاسخ فركانسي
بخش 13: وارون كلي آناليز و تست مودال
بخش 14: توابع حالت شاخص
بخش 15: روش هاي آناليز مودال در حوزه فركانسي
بخش 16: روش استخراج پارامتر مودال
بخش 17: مقايسه تست و آناليز مودال
بخش 18: پردازش سيگنال هاي ديجيتال
بخش 19: برنامه ريزي آزمون

** توجه:
علاوه بر جزوه آموزشي بالا، پروژه آناليز مودال يك سيستم شش درجه آزادي در حوزه فركانس با استفاده از نرم افزار MATLAB نيز جهت دانلود قرار داده شده است:

در اين پروژه 19 صفحه اي، يك سيستم شش درجه آزادي كه مي تواند مدلي از يك وسيله نقليه باشد، در حوزه فركانس و به روش مودال تحليل شده است. بعد از محاسبه ماتريس توابع پاسخ فركانسي آن، بعضي از درايه هاي اين ماتريس ها در مقياس نيمه لگاريتمي رسم شده اند. همه موارد تحليل با استفاده از نرم افزار MATLAB انجام شده است. تشكيل ماتريس هاي جرم و سختي سيستم، با استفاده از مفهوم درايه اي انجام شده است.

** توجه: علاوه بر جزوه آموزشي و پروژه بالا، 2 مقاله با عناوين زير نيز جهت دانلود قرار داده شده است:

مقاله 1: طراحي و ساخت چكش تحريك به منظور ارزيابي ديناميكي تيرها و پل ها به كمك چكش طراحي شده مناسب
مقاله 2: مقايسه روش هاي رزونانس فازي و جداسازي فازي در تست ارتعاشات زميني (GVT) سازه هاي هوايي

جهت دانلود جزوه آموزش جامع آناليز مودال پروفسور سعيد ضيائي راد + پروژه آناليز مودال يك سيستم شش درجه آزادي در حوزه فركانس با استفاده از نرم افزار MATLAB + دو مقاله، برلينك زير كليك نماييد.

نمونه سوالات امتحاني و تمرينات حل شده درس روش هاي اجزاي محدود