N-Modal模态分析软件

制造商：南京大学现代分析中心
N-Modal是新一代模态测试与分析软件，适用于实际工程应用中复杂结构的试验模态分析。广泛应用于动态响应预报，结构动态修改，有限元模型修正，动态分析与设计，以及振动排故，故障诊断和结构健康检测，N-Modal具有输入激励和输出响应可测（EMA）和仅输出响应数据的运行状态模态分析(OMA) 功能。

模态试验与分析
模态试验与分析是指通过数据采集系统获得响应（和激励）数据，经动态信号分析与模态参数识别，确定机械结构的固有频率、阻尼比、振型和模态参与因子等揭示结构动态特性的参数
经过三十多年发展，模态试验与分析有了长足进步，广泛应用于振动排故、状态检测、故障诊断和结构健康监测，以及动态响应预报、结构动态修改、有限元模型修正、动态分析与设计、振动控制等
模态试验与分析已成为航空、航天、汽车、舰船、机械设备和桥梁、建筑等产品研制、定型、使用和维护过程中不可或缺的手段
N-Modal模态分析软件
N-Modal 可实现如下三大分析功能：

N-Modal ODS（响应模态分析），分为时域ODS和频域ODS。时域ODS用于观察机械结构在各时间点上的振动响应状态；频域ODS用于观测机械结构在各频率点上的运行状态振型，还可用于区分同一频率点在不同模态空间上的强迫振动振型
N-Modal EMA（试验模态分析），适用于大型复杂结构在输入输出可测、采用人工激励（激振器或力锤）情况下的多输入多输出（MIMO）振动模态试验与分析，可进行单个或多个激振器激励的模态试验，也可完成采用单个或多个参考点的锤击法模态试验（MRIT）
N-Modal OMA（运行模态分析），适用于大型复杂结构在运行状态中利用自然激励（环境激励）、输入不可测，或者仅使用输出数据情况下的振动模态试验与分析
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N-Modal的基本特点
可运行于Windows XP/2003/Win7/Win8等目前的主流操作系统，使用方便
中英文多语言界面，并可快速定制开发其它语言界面
完善的几何建模、项目管理、动态信号处理、模态参数识别、时频域运行响应估计（ODS）、振型相关估计（MAC）等功能模块
集成的交互式几建模功能，操作直观方便，可快速建立简单结构的测试模型，还可从通用格式文件（UFF）或者IGES文件中导入几何信息
方便的测量数据输入接口，可导入时域信号（激励与响应时间历程），也可直接导入频域数据（频响FRFs和相干COHs）
可从UFF 58/58b通用文件中导入数据，也可从N-Modal标准格式的ASCII文件中导入
完善的二维曲线、三维图形（几何、振型动画、MAC）的显示与控制功能
数据拷贝、屏幕拷贝、JPG图形存储、AVI动画存储等功能，方便用户快速制作试验报告和演示文稿
灵活的界面安排、丰富的鼠标与热键快捷操作，大大提高工作效率与易用性
在VC++环境下开发，采用面向对象编程（OOP）技术，易于维护和扩展
可配套现有国、内外生产厂家的优秀数据采集前端和动态信号分析仪
快速几何建模
集成交互式几何建模模块，实现节点、连线、多边形、3D对象的交互式选择、移动、旋转、放大、删除、修改等功能
可定义总体坐标和局部坐标，具有笛卡尔、柱、以及球等三种坐标系统，各种坐标系统间转换方便
可实现线段、直线、矩形、梯形、扇面、椭圆、圆台、球体等规则3D对象的快速建模，还可自定义三维单元库
除了交互式几何建模，模型几何信息也可通过配置信息界面进行修改、添加、删除等操作
快速、易用的信号分析功能
向导式的信号处理参数设置，实现趋势去除、时域抽取、快速傅立叶变换（FFT）、加窗等功能
FFT长度：基2整数，根据实测数据自由可选；重叠：0%～83%，可从下拉列表中选择；平均次数：用户自定义；窗函数：矩形窗、汉宁窗、海明窗、平顶窗、指数窗、力窗、指数窗等；分析频率范围：采样频率的1/2或1/2.56
功率谱估计：自谱、互谱、功率谱矩阵、半功率谱矩阵
单输入多输出（SIMO）的频率响应函数（FRF）估计：H1、H2和Hc估计
多输入多输出（MIMO）的频率响应函数估计及相干函数估计
多线程支持的信号处理过程，并可采用不同设置参数重复进行
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信号处理向导

先进、可靠的模态分析技术
包含窄带（NarBand）、选带（SelBand）、宽带（BroBand）三大类算法：窄带方法逐个识别模态，方便易用；选带方法在选定频带内一次识别数个模态，精度较好；基于更新p-LSCF算法的宽带模态识别方法在宽频带、甚至全频带内识别全部模态，效率高，并适用于大阻尼复杂结构
基于输入（激振力）、输出（响应）测量的试验模态分析（EMA）技术
单输入/多输出（SIMO）的全局模态识别技术，可识别得到全局模态参数
多点激振的多输入/多输出（MIMO）模态识别技术，具有识别高密度或重频模态的能力，是大型、复杂结构试验模态分析的理想方法
单参考点和多参考点锤击法（MRIT）模态识别技术
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某客车车架采用两个激振器激励的EMA模态试验结果

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某发动机篦齿盘用MRIT技术识别得到的重根模态

环境激励下仅有输出（响应）可测量的运行模态分析（OMA）技术，可以对桥梁、建筑、汽车、飞机、旋转机械等机械结构在运行状态进行试验与分析，无须人工激振，只需测量响应
不仅简单可行，同时还可获得结构在真实运行状态下的动态特性，且天然具备多参考点特性，具有解耦密集模态的能力
基于全功率谱密度矩阵的窄带模态参数识别方法（频域空间域分解法，FSDD），方便易用，结果准确
基于半功率谱密度矩阵的窄带模态参数识别方法，操作方便，实现了EMA与OMA分析的统一

某建筑结构OMA识别的密集模态

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某梁式公路桥OMA识别的部分结果

采用模态指示函数（MIF）等作为判断模态是否存在的依据，可靠判断模态阶次，避免遗漏模态

采用频率稳定图区分结构模态与计算模态

圆盘EMA分析的模态指示函数

建筑OMA分析的模态指示函数

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时、频域结构运行振型（ODS）估计及可视化，用户可实时了解某一时刻或频率点的结构振动模式
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用于检验振型精度的振型相关矩阵（MAC）估计及可视化，包含三维Bar图和数值表格
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灵活的二维和三维图形显示、控制与输出
提供专用的二维曲线与三维图形控制面板，以及鼠标、快捷键、菜单等多种控制方式
多种曲线表达方式，诸如频率响应函数的幅值（线性、对数、dB坐标）、相位、展开相位、实部、虚部、奈奎斯特图等
方便灵活的二维曲线显示与控制，网格、图例等元素可显示或隐藏，并能提供相应曲线的完善测量信息（测量节点、方向，是否原点测量等）
缩放（具有不同缩放状态的记忆能力）、选段、寻峰寻谷等实用功能
方便灵活的三维图形显示与控制，节点号、输入/输出标记、坐标轴等元素可显示或隐藏，并能轻易实现平移、缩放、旋转等功能
提供三维图形的俯仰、左右、前后等各向视图，能实现结构的框架线显示或着色面渲染
对三维图形建模提供了笛卡尔、柱球等局部坐标系统，方便结构建模，并可在局部坐标系统内自由定义传感器的测量自由度
二维曲线和三维图形的各元素颜色均可自定义
基于OpenGL的三维图形动画控制，实现播放、暂停、帧播放、幅度控制、速度控制等功能
各种二维曲线和三维图形均可复制到操作系