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【山衛科技】疲勞耐久道路試驗方案

感謝山衛科技同意轉載「山衛科技電子報」系列專題文章,本篇文章原始連結為http://www.samwells.com/bc/news-tw/news-tech-news-tw/473-news-tech-news-tw-2015-01-01-fatigue-endurance-road-test-program



德國Zodiac DATA 整合/分散式資料擷取系統 DATA REC4(飛航等級)

    如何能在車輛或其它載具上同時擷取各種高低速不同訊號及數位匯流排,甚至影像訊號而又能保證其精度及同步化數據,以確保車輛在高速動作中,能精確而有效的同步記錄訊息,提供給車輛疲勞耐久,振動噪音,動力學,撞擊實驗中做有效的後處理數據分析用途?  同樣的,在高空中飛行的航空器,如何能小型化,堅固,耐天候,體積分散,彈性應用,並能結合空用及地面設備同步化記錄,擷取,取樣,分解,重構,傳輸,接收並回覆原訊息,達到同步傳輸的功能;符合飛航試驗,任務記錄器,或臨時性數據結構分析,教練要求,甚至顫振分析的要求?
德國Zodiac DATA 整合/分散式資料擷取系統 DATA REC4
有許多的不同介面及通道數可以滿足一般汽車多用途的各種試驗需求,如 電壓、電荷、應變計、CAN、溫度、ICP…等等如下
電壓、電荷、應變計、CAN、溫度、ICP…等

建議方案:
DIC24*3=72通道ICP(電壓輸入) + Straingauge + Video + Temp + CAN +RPM 組合成為一個全功能的資料擷取系統

 


通道範圍列表

通道範圍列表
特點
  1. 通道類多, 適合疲勞及NVH各種應用如加速規、應變計、麥克風、RPM、壓力、影像、CAN…等等
  2. 通道數可以很多 單一片模組最多可以24通道ICP/20KHZ頻寬 系統通道最多可以768個高速通道
  3. 支援即時設定顯示軟體ED Win 或 EDASWIN PLUS 做圖形化處理及計算功能
  4. 可以使用 FLEXPRO 或 EDASWIN PLUS做後處理分析軟體進行資料處裡
  5. 不用電腦紀錄使用硬碟、固態硬碟或一體式整合工業級電腦紀錄媒體 適合在非常不良的道路狀況試驗環境
  6. 眾多的軟體可以支援
軟體支援


及時處理軟體 EDASWIN PLUS 顯示執行畫面
EDASWIN PLUS 顯示執行畫面
EDASWIN PLUS 顯示執行畫面


模組的硬體輸入參數設定
模組的硬體輸入參數設定
可以引入CAN BUS 的協定設定檔案 CAN DBC 馬上可以解碼導入車上CAN資料
Features of Software Package EdasWin
Features of Software Package EdasWin

General:  
  • On-line help 
  • Menu controlled, no programming is necessary 
  • Automatic generation of repeatable analysis and documentation 
  • Softwareinterface (COM) 
  • License is linked to PC or hardware dongle 

Analysis:  
  • Unlimited number of tags can be displayed in each plot 
  • Unlimited number of plots can be created 
  • 10 000 000 values will be displayed in a sec (Standard PC) 
  • Signal can be computed with each other and/or with constants 
  • Cursor Function with Peak Detection. 
  • X-Y zoom with selectable boundaries. 
  • Cascade display, Campbell display, Spectrogram 
  • Play-back sound files 
  • Time-synchronously presentation off up to four video streams 
  • Course representation on the basis of measured GPS data  

Algebraic functions: 
  • + - / * 
  • Logarithms – (base 10 log & natural) 
  • Exponent, Power, Square root, Inverse 
  • 1/x, Change of sign (+ / -).  

Trigonometric functions: 
  • Sine, Cosine, Tangent 
  • Arcsine, Arccosine, and Arctangent.  

Calculation functions: 
  • Differential & Integral Calculus. 
  • Absolute value. 
  • Positive and negative signal isolation. 
  • High and Low pass digital filters with selectable order and corner frequency. 
  • FIR Filter with programmable  filter function, no phase angle 
  • Cycle duration. 
  • Counter. 
  • Conversion between Cartesian and Polar Coordinates. 
  • Boolean Algebra. 
  • Floating 

average: mean, max, min 
  • A, B, C weighting filter 
  • Polynom calculation 
  • Linearization  

Signal processing: 
  • Graphical drift correction, Line and Offset correction 
  • Automatic spike detection and suppression. 
  • Signal recalculation with selectable clockrate 
  • Signal shift along time axis  

Signal analysis: 
  • Power Spectral Density 
  • Cross Spectral Density 
  • Coherence
  • Order analysis 
  • Terz- / Octave analysis 
  • Transfer function 
  • Y Sampling across any selectable signal 
  • X -Y Plot 
  • Regression 
  • Cross correlation 
  • Dynamic signal movement from cross correlation 

Statistical analysis: 
  • Time at Level. 
  • Levelcrossing.
  • Rain Flow 
  • Range Pair 
  • Rotational analysis 
  • Damage    

Other functions: 
  • Plausibility check from measured data records 
  • Batch Analysis 
  • GPS interpolation 
  • Macro function for recurrent calculation specification  

Layout Editor for Report Generation: 
  • Create standard templates for printing plots 
  • Commentary editor for enter and display from text information 
  • Voluminously layout creation with any pages  

Data Import: 
  • Import from different data formats, with direct reader functionality 
  • ASCII 
  • Binary 
  • B&S 
  • μ Musics 
  • Diadago, DIADEM 
  • E.d.a.s. 
  • MAUSY 
  • RPC3 / RSP 
  • TurboLab 
  • MDF 
  • DCF 
  • UFF58 
  • Ist/Rigsys 
  • Chapter10  

Data Export to multiple data formats: 
  • ASCII 
  • Binary 
  • Diadago 
  • E.d.a.s.Win 
  • E.d.a.s. 
  • MatLab 
  • RPC3 / RSP 
  • TurboLab 
  • UFF58 

後處理分析 FLEXPRO 9.1 功能列表
後處理分析 FLEXPRO 9.1 功能列表


COUNTING 功能
Example of a Rainflow analysis for counting peaks as part of a fatigue analysis
COUNTING 功能














Counting procedures according to DIN 45667
Compound counting procedures according to DIN 45667
統計分析及頻譜功能
統計分析及頻譜功能


ORDER TRACKING
ORDER TRACKING


人體振動暴露量統計
人體振動暴露量統計

 

 

客戶群

ZDS:
AgustaWestland      Airbus Deutschland      Airbus Operation SAS      AleniaAeronautica
Alstom LHB GmbH, Salzgitter                     Audi Ingolstadt              BAe Systems
Bechtel Bettis         Bell Helicopter             BMW
Boeing CorporationCentrum Naukowo-Techniczne Kolejnictwa            Changan Automotive
China Flight Test Establishment                 Daimler                         Dassault-Aviation
Denel (Pty) Limited  DSTL                         EADS-ASTRIUM              EADS-CASA
Edwards AFB          Eglin AFB                    Elbit Systems                
Electric Boat Corporation                          Embraer
Erprobungsstelle fur Schiffe in Kiel              Eurocopter                    Faurecia
Fiat-SIG Schienenfahrzeuge AG                  Ford AG  
Getrag Inovationscenter                           Gulfstream Aerospace Corporation
HAL                      Hawker Beachcraft       Heidelberger Druck         Hill AFB
Hochschule Heilbronn                               Hyundai
Israel Aerospace Industries                       Karl Mayer Textilmaschinen GmbH
Kawasaki Heavy Industries                        Kirtland AFB                  Knorr Bremsen
Korea Aerospace Industries                       L3 Communications         Learjet Inc.
Lockheed Martin     MAN Nutzfahrzeuge, Munchen 
MBDA                   NAS Patuxent River       NASA Goddard
NASA JFK Space Center                            NAWC China Lake
NAWC Pt. Mugu      PATAC                        Porsche AG, Weissach
Porsche Engineering, Bietigheim                  Pratt & Whitney            QinetiQ
Raytheon Missile Services                          Renault
Robert Bosch Aerospace Corporation            Robert Bosch GmbH, Dieselsysteme
Robert Bosch GmbH, Gasolinesysteme           Robert Bosch GmbH, Hybridentwicklung
Robert Bosch Inc.                                     Rolls-Royce
Royal Air Force U.K.                                  RWTH Aachen Institut fur Kraftfahrzeuge
Schaeffler KG         Schenck RoTec GmbH     Snecma
Siemens Bosch Haushaltsgerate                   Siemens E-Motoren, Nurnberg
Sikorsky Aircraft Company                          Thales Air Defence
U-Boot Flottile       Uni Heilbronn                 Visteon                       Voith Turbo
VW Getriebe, Baunatal                               VW Wolfsburg              WASS
White Sands AFB    ZF 

FLEXPRO
ABB ‧ AIM ‧ Airbus ‧ Aisin Seiki ‧ Aker Subsea ‧ Alcatel ‧ Alfa Romeo ‧ Alstom ‧ Andritz ‧ AREVA ‧ Aral ‧ Aucoteam ‧ Autoflug ‧ Automobiltechnikum Bayern ‧ AVL List BASF Bayer BMW ‧ Boeing ‧ Bosch ‧ Bridgestone ‧ Brose ‧ Bugatti ‧ Bundeswehr ‧ Caterpillar ‧ Central Research Institute of Electric Power Industry ‧ CERN ‧ Chicago Transit Authority Claas Compagne GEnErale des Eaux ‧ Continental ‧ Contitect ‧ DaeWoo Heavy Industries & Machinery ‧ Daihatsu motor ‧ DaimlerChrysler ‧ DEKRA Automobil Delphi Automotive DEMAG ‧ Denso ‧ Deutsche Bahn ‧ Deutsche Windguard ‧ Deutz ‧ Diehl & Eagle Picher ‧ DLR ‧ Doosan Babcock ‧ Dornier ‧ EADS ‧ Ebara ‧ EDF ‧ ELASIS ‧ Elf E.ON Kraftwerke irisbus ‧ EFM Electronic ‧ Engel ‧ Entergy Operations ‧ ETA ‧ Ferrari F1 Racing Team ‧ FIAT ‧ Ford Motor Company ‧ Fraunhofer Institute ‧ GE Global Research GE Jenbacher General Electric ‧ Getzner Werkstoffe ‧ GIF ‧ Groz-Beckert ‧ Hella ‧ Hilti ‧ Hino motor ‧ Hitachi ‧ Honda ‧ Honeywel ‧ HSM ‧ Hydac ‧ Hyundai ‧ Infineon ‧ Interroll ‧ ISPESLItalian ‧ Army ‧ Italian Navy ‧ Iveco Motorenforschung ‧ IWIS Motorsysteme ‧ Japan Nuclear Sycle Development Institute ‧ JATCO ‧ JFE STEEL ‧ Kaeser ‧ Kampmann ‧ Kjellberg ‧ Finsterwalde ‧ Kluxen ‧ Liebherr ‧ Loesche ‧ LTi Drives ‧ Lumberg ‧ MAN ‧ Max Holder ‧ MIBRAG ‧ MKS Instruments ‧ MRU ‧ MTU Aearo Engines ‧ NuCellSys ‧ Pierburg ‧ Polysius Polytype ‧ Potain ‧ PSA ‧ Railway Technical Research Institute ‧ Renault-Samsung Motor ‧ Rockwell Collins ‧ RUD ‧ Ruhrgas ‧ Reckmann ‧ RWE ‧ RVI (Renault Industrial Vehicle) Sab Wabco ‧ Sanden ‧ Sandia National Labs ‧ Scheuch ‧ Schnell Zundstrahlmotoren ‧ Schutz ‧ Schuler Pressen ‧ SGL Carbon ‧ Siemens ‧ SKF Osterreich ‧ Sogin ‧ Sudbayerische Portland-Zementwerk ‧ Suzuki Motor ‧ Tenneco ‧ Thales ‧ Thyssen Transrapid ‧ Tiefenbach ‧ TI Automotive ‧ TIWAG Tiroler Wasserkraft ‧ TOSOH ‧ Toyota ‧ TRW ‧ T?V Rheinland UPM-Kymene ‧ US Air Force ‧ US Navy ‧ Valeo ‧ VA Tech ‧ Visteon ‧ Voith ‧ Volkswagen ‧ Vorwerk ‧ Wacker Chemie ‧ West Japan Railway Company ‧ Yamaha ‧ Yazaki ‧ ZF Sachs


感謝山衛科技同意轉載「山衛科技電子報」系列專題文章,本篇文章原始連結為http://www.samwells.com/bc/news-tw/news-tech-news-tw/473-news-tech-news-tw-2015-01-01-fatigue-endurance-road-test-program

【山衛科技】LMS SCADAS XS—— 真正的可擕式數採系統

感謝山衛科技同意轉載「山衛科技電子報」系列專題文章,本篇文章原始連結為http://www.samwells.com/bc/news-tw/news-tech-news-tw/472-news-tech-news-tw-2015-01-01-lms-scadas-xs

為您量身定制

實現信號記錄、監控及驗證功能
LMS SCADAS XS
LMS SCADAS XS作為西門子PLM軟體公司推出的產品,是一個功能強大且輕巧便攜的振動雜訊測試系統。該系統不但結合了LMS SCADAS系統自主、自由的特性,而且具備了袖珍、便攜的特點。

同時適用於試驗室及現場測試

如今LMS SCADAS系列產品已在汽車運輸、航空航太以及國防領域得到廣泛應用,為該領域機械行業測試工程師提供了他們所需要的先進振動、雜訊試驗測試解決方案。
從專門為實驗室測試所開發的Lab測試前端,到專門為現場移動測試所開發的Mobile測試前端,LMS SCADAS測試系統已經涵蓋了廣泛的測試需求。現在,我們所推出的LMS SCADAS XS測試系統進一步擴展了LMS SCADAS這一成功產品的功能,成為了一個真正的可擕式試驗測試解決方案。

靈活便攜

在現階段,試驗測試系統正面臨著來自諸多方面的挑戰,比如越來越複雜的試驗工況以及越來越嚴格的試驗時間節點等。應對於這些挑戰,LMS SCADAS XS可以説明使用者進行快速的故障診斷和故障排除,甚至協助非專業用戶快速、可靠的完成試驗工作。
由於精巧、緊湊的結構設計,LMS SCADAS XS更適合用戶直接手持操作。結合可靠的機載資料存放裝置和可靠的電池續航能力,LMS SCADAS XS可以將測試工程師的測試效率提高到一個新的水準。

多種工作模式

獨一無二的硬體設定及多功能性使得LMS SCADAS XS可用於各種試驗環境,無論是遠端控制、實驗室測試或是內場測試:
  1. LMS SCADAS XS配備了7寸平板電腦,安裝了量身定制的Android應用程式,使用者可通過遠端操控進行試驗設置、資料獲取、線上資料驗證,試驗過程中所採集到的資料會同步記錄在LMS SCADAS XS內置的SD資料卡中。
  2. 在實驗室測試時,LMS SCADAS XS可以作為一個獨立的數采前端,其面板上佈置有非常直觀的啟動、停止按鈕,即使是非專業使用者也可以輕鬆的進行測試工作。
  3. LMS SCADAS XS與LMS Test.Lab軟體完全相容,該設備可以作為一個傳統的前端使用。試驗資料可以通過標準的USB介面存儲在PC上。

12+通道測試系統

LMS SCADAS XS向使用者提供高密度通道採集和集成信號調理功能,並提供兩種硬體版本可供選擇:6通道模擬輸入的入門級版本、12通道模擬輸入的高級版本。
除了這些類比輸入通道(可用於電壓、ICP和TEDS感測器),LMS SCADAS XS同時還支持3D雙耳耳機麥克風採集及身歷聲重播、3D數位人工頭採集及重播、雙通道類比轉速採集、數位CAN信號採集以及GPS信號採集。上述這些額外的輸入通道並不佔用面板上的6或12模擬輸入通道,因此LMS SCADAS XS成為了真正的12+通道測試系統。

主要優點:

    • 緊湊,便攜的試驗解決方案
    • 6小時以上的電池使用時間
    • 通道設置、監控和資料驗證均可線上實現
    • 可在完全獨立的模式下實現資料重播
    • 可在獨立模式下使用,也可與平板電腦或PC連接使用
    • 擁有12+測試通道

 

主要應用:

    • 典型的雜訊和振動測試系統
    • 現場故障診斷、移動中測試以及實驗室測試
    • 同時適用於專業用戶及非專業用戶

 

12通道系統

硬體關鍵性能指標

堅固便攜

    • 長度:175mm,寬度:114mm,厚度:23mm
    • 內置電池:使用時間超過6小時
    • 資料存儲容量:micro SD卡(32G)
    • 抗振抗衝擊經過美軍標MIL-STD-810測試(隨機振動:有效值14g,1.5m跌落試驗抗衝擊50g)
    • 超輕設計:只有0.5公斤

緊湊的通道

    • 6通道或者12通道 電壓/ICP,每通道支援TEDS感測器
    • 專業的輸入/輸出通道實現雙耳記錄和身歷聲重播,可選配LMS專業的3D頭戴式雙耳麥克風
    • 專業的數位音訊SPDIF,支援HMS數位人工頭
    • 2個轉速信號通道,可支援高達20KHz的脈衝頻率
    • 支援GPS天線輸入
    • 支援CAN信號輸入
LMS 3D頭戴式雙耳麥克風

產品標配清單:

    • LMS SCADAS XS
    • 充電線纜和USB線纜
    • Micro SD卡和讀卡器
    • CAN匯流排、GPS、SPDIF數位音訊、轉速通道的轉接線纜
    • 7英寸的平板電腦(包含LMS Smart Scope應用軟體和USB充電器)
    • 軟硬雙層設計的儀器便攜包,安全保護LMS SCADAS XS和平板電腦

 

設置,監測,現場結果驗證

如果測試工程師能夠不依賴於電腦或工作站而獨立工作,那就能夠最大程度的保證測試的靈活性。為了滿足這種靈活性需求,西門子專門開發了LMS Smart Scope應用。該應用運行于安卓7’’平板電腦上,包含於LMS SCADAS XS系統中。

 

潮流設計

通過與LMS SCADAS XS間的無線通訊,LMS Smart Scope可以監控所有測試設置和測試過程,對之前的測試設置和資料進行流覽,或者重新創建一個新的測試設置。LMS Smart Scope提供了多種圖形顯示類型和範本,便於進行資料的線上監測、測試結果的驗證,以及一鍵進行信號的錄音重播。

 

輕鬆自由

平板電腦的使用可以使測試工程師更為自由,比如說,可以將LMS SCADAS XS放在測試物件附近,通過平板電腦進行測試、標定及信號監測的過程中,工程師可以在周邊隨意的走動。

 

軟體應用介面一覽

    • 通道及測試設置
    • 通道配置及標定
    • 測試設置及控制
    • 即時監測
    • 快速驗證及錄音重播

 

多樣的採集顯示介面

    • 基本介面:測試控制及相關參數回饋
    • 所有通道原始信號帶狀圖預覽介面
    • 量級柱狀圖及數值顯示介面
    • 自訂顯示介面,原始信號快速驗證,頻譜/倍頻程/階次,等等…

勝任各種測試應用

LMS SCADAS XS的便攜性和易用性可以最大程度上提高試驗效率,可以滿足雜訊振動測試部門各種各樣的應用需求。

應用實例:汽車工業領域

    • 汽車性能研發
LMS SCADAS XS可以作為一個標準的車載資料獲取系統。工程師可以用平板電腦控制其完成資料的獨立採集,也可以將其連接到電腦上作為數采前端由LMS Test.Lab控制。測試完成後,可以在現場進行錄音重播、以及在頻域或階次域進行資料的快速驗證、或者進行相關心理聲學指標評價。
像所有LMS SCADAS測試系統一樣,LMS SCADAS XS可以當作一個常規數采前端使用,通過LMS Test.Lab進行即時、線上分析。
    • 現場目標設定和指標驗證
重複性試驗需要穩定可靠的完成資料的採集,因此如何能夠輕鬆的保證測試參數的標準一致性非常重要。LMS SCADAS XS支援根據所用感測器進行試驗設置的預先設定,從而使得資料的獲取及不同車輛之間的資料對比輕鬆異常。
    • 現場故障診斷
當面對客戶所反映的特定問題時,工程師可以隨時攜帶著LMS SCADAS XS前往現場。甚至可以直接將預先設定好試驗設置的LMS SCADAS XS直接發往客戶現場,任何非專業的使用者都可以輕鬆完成試驗。工程師拿到測試資料後,就可以進行深入細緻的後處理分析了。
    • 其他汽車行業應用:
      • 底盤及驅動系試驗
      • 現場對標試驗
      • 在試驗室內進行部件試驗
      • 動力總成試驗
      • 客戶現場品質驗證試驗
      • 生產線上的品質驗證
      • 結構振動及聲學試驗
      • 聲品質試驗

應用實例:航空航太和國防領域

    • 飛行測試,遠程現場測試
LMS SCADAS XS使振動雜訊診斷更方便更經濟,即使進行遠端測試。使用獨立工作的LMS SCADAS XS和LMS 3D雙耳麥克風,工程師和技師可以很方便地在測試飛機甚至是商用飛機上記錄雜訊或振動資料。結束後測試資料可以帶回家裡或者試驗室進行詳細分析。
    • 使用LMS SCADAS XS採集工況資料
LMS SCADAS XS支援多達12個模擬量通道,可以同時測試電壓,加速度和聲學信號。所以LMS SCADAS XS是一個非常出色的工具,用於記錄工況資料,指導進一步的試驗工作。
    • 其他航空航太和國防領域應用:
      • 聲學舒適性
      • 駕駛艙雜訊測試
      • 國防試驗場測試
      • 現場診斷
      • 戰鬥機測試
      • 起落架測試
      • 客機測試
      • 聲音診斷

應用實例:機床和其他機械領域

    • 售後服務
為了減少設備停工期,在機床正常使用期間,需要進行定期振動量級檢查。LMS SCADAS XS便攜多用,是一個非常理想的工具。不需要複雜的設置,甚至不需要現場專家,就可以判斷振動量級是否超標。
    • 現場故障診斷
機械設備很多情況下需要分佈安裝,有些甚至在偏遠的地方。現場故障診斷將會是非常大的支出。需要專家和設備到現場,還要考慮差旅和運輸時間,對預算造成很大壓力。現在,工程師可以在不同地點分享一套或者多套LMS SCADAS XS設備。借助預先配置功能,工程師甚至不用親自到現場去。
    • 現場資料獲取
如果機械設備的供應商收到現場使用方的抱怨,可以預先配置好LMS SCADAS XS系統。然後把獨立的測試設備,合適的感測器連同詳細的操作指南快遞到使用者手中,進行現場資料獲取。然後使用者把設備發回給供應商,進行詳細的資料分析。
    • 其他機械領域應用:
  • 聲學產品測試
  • 產品線測試
  • 遠程測試
  • 聲音診斷
  • 振動雜訊測試

感謝山衛科技同意轉載「山衛科技電子報」系列專題文章,本篇文章原始連結為http://www.samwells.com/bc/news-tw/news-tech-news-tw/472-news-tech-news-tw-2015-01-01-lms-scadas-xs

【山衛科技】利用POLYTEC 3D掃描模態結果驗證與修正CAE模型

感謝山衛科技同意轉載「山衛科技電子報」系列專題文章,本篇文章原始連結為http://www.samwells.com/bc/news-tw/news-tech-news-tw/480-news-tech-news-tw-2015-01-01-validation-of-fe-models-with-the-3d-ccanning-vibrometer


Optimization of Sound Emission Properties Validation of FE Models with the 3-D Scanning Vibrometer
    隨著時代的進步與市場的要求,產品的開發週期與上市時間越來越短暫,如何在最短的時間完成產品的設計與開發,成為了所有研發者面臨最大的挑戰。電腦輔助工程分析(CAE)正好可以符合這樣的需求,但CAE分析常因邊界條件或是參數設定誤差,造成分析果與實際狀況往往有著一定程度的落差。Model validation正是為了使分析模型與實際狀況一致所發展的技術,所謂的Model validation就是利用實驗量測結果FRF去計算MAC矩陣去驗證與修正CAE模型的正確性。
    本文主要與大家分享利用3D掃描式雷射都普勒干涉儀進行全場的振動量測,利用此系統的好處在於快速且準確度高,不用擔心因為加速規黏貼的方向有偏移而產生誤差。完成量測後再將各點測得之FRF帶入LMS Test.Lab進行模態分析與利用Matlab進行MAC計算,以了解CAE模型與實際狀況的差異進而進行模型修改。下期文章將進一步與大家分享如何無縫一次性的在LMS. Test.Lab平台上快速的完成模態測試、相關性分析與模型更新的流程,讓您快速的建立最正確的CAE模型。
    

Introduction

    Complex FE modeling over wide frequency ranges is used to determine the eigenfrequencies and eigenvectors during model validation. Such models are an important means of realistically mapping the effect of design changes onto the final product.
    In the traditional experimentation setup, acceleration sensors are used for vibration measurement and modal hammers or shakers are used to provide excitation. For complex structures, such a setup is complex, costly and susceptible to error. Measurement and excitation points must be defined with care, to ensure that all eigenfrequencies are excited and to produce adequate resolution of the corresponding eigenvectors. 3-D laser vibrometry is an interesting alternative, enabling a much larger number of measuring points to be attained with less effort and expense and without introducing additional mass influences into the system.

Mounting and Sample Excitation

    Integral measurements with a laser vibrometer require that all measuring points are optically accessible. The most convenient solution would be a 3-D laser vibrometer mounted on a robot. Additionally, mirrors can be used to divert the laser beam, or the vibrometer or measurement object can be repositioned to measure otherwise hidden points. Preprogramming a robot to move the laser measuring heads around the measurement object enables complex structures to be measured. Optionally, the measurement object – including the excitation source used – can be pivot-mounted, though it is important then to ensure adequate stability of the arrangement. The resultant data sets are then combined with the Stitching feature of the scanning vibrometer software to reproduce a full body vibration map.

Suspended mounting Upright mounting.
    A measurement object, such as the transmission casing in this example, can be suspended from straps (Fig. 1) or in an upright mounting arrangement (Fig. 2), with the shaker and the structure isolated from the environment by rubber feet. The quality of the mounting variants can be assessed by comparing the so-called Driving Point Function (DPF), the quotient of the spectrum of the system response at the point of excitation and that of the introduced force. Here a clearly defined sequence of resonances and antiresonances, a falling or rising trend and an adequately large gap between the rigid body and structure modes should be identifiable (Fig. 3). DPF (Driving Point Function) of alternative mounting variants.These criteria are met for both mounting variants. The rigid body modes occur in both variants at around 30 Hz, but in the upright mounting variant, some resonances are less distinct and between 600 Hz and 1000 Hz additional peaks are present. The upright mounting method’s advantage of a quicker setup is offset by the disadvantage of overestimating the modal damping values and additional resonances. As well as the mounting method, the stinger used to join the structure and shaker also has a major influence on the experiment result (Fig. 4). The blue curve relates to a stinger variant with two clamp sets and the green curve relates to a variant with a simple stud screw clamp fixture. The results are similar in principle, though the simpler variants exhibit additional resonances in the low frequency range and much less distinct resonances in the high frequency range. Consequently, the short, thin, rigid-fixed stinger is better suited to the structure under investigation and to measurements in the frequency range above 1200 Hz.

Vibration Measurement and Evaluation

    After specifying the experiment setup, the PSV-400-3D Scanning Vibrometer is applied to the transmission casing to determine the system responses at 600 measuring points and frequencies up to 4000 Hz. The associated transfer functions can be imported into LMS Test.LAB using the UFF format and evaluated there. In the evaluated range up to 3500 Hz, 16 eigenfrequencies were identified which can be classified as reliable, based on Auto-MAC and modal synthesis. The additional peaks in the upright mounting variant can be identified as non-structure modes by Auto-MAC analysis.
 Eigenmode at 2800 Hz (left: measured; right: modelled).

Correlation with the FE Model

MAC analysis of the investigated modes    Modal analysis is conducted by the Block-Lanczos method available in MD Nastran. To correlate the two models (Fig. 5), the experimental data is imported into MATLAB using the UFF format while the numerical data is imported by use of the MATLAB/Nastran interface IMAT FEA. The two datasets are then automatically positioned and correlated. For the first 16 eigenfrequencies, this results in a mean MAC correlation (Fig. 6) of 91% and a mean frequency variation of 1.28%. The MAC correlation is better in the low modes, while the frequency correlation is better in the higher modes.


Summary

    The example shows that 3-D laser vibrometry can efficiently determine the modal parameters of a complex structure within a short space of time, particularly when the measurement object – including the excitation source – is rotated for measurements from different directions. By selecting suitable stingers, the vibration excitation can be reliably applied even in high frequency ranges. It is possible to validate the FE model with the setup described here all across the evaluation range. The variations are within the limit values which can be attained with CAD data-based FE models.


感謝山衛科技同意轉載「山衛科技電子報」系列專題文章,本篇文章原始連結為http://www.samwells.com/bc/news-tw/news-tech-news-tw/480-news-tech-news-tw-2015-01-01-validation-of-fe-models-with-the-3d-ccanning-vibrometer


2015年1月 山衛科技電子報

2015年1月 山衛科技電子報


  系列專題

汽車設計與測試解決方案
  • item ABD Euro NCAP AEB Testing介紹 
     Euro NCAP及歐盟自2014年起,便將AEB測試 Autonomous Emergency Braking (AEB)列為新車出廠的檢測項目。新車要想得到碰撞5顆星的標準,必須先有AEBS系統。而世界其它地區也紛紛成立相關的協會及推展、跟進中 ..

    ABD Euro NCAP AEB Testing介紹
  • item 利用Polytec 3D掃描模態結果驗證與修正CAE模型 
     隨著時代的進步與市場的要求,產品的開發週期與上市時間越來越短暫,如何在最短的時間完成產品的設計與開發,成為了所有研發者面臨最大的挑戰。電腦輔助工程分析(CAE)正好可以符合這樣的需求,但CAE分析常因邊界條件或是參數設定誤差,造成分析果與實際狀況往往有著一定程度的落差。Model validation正是為了使分析模型與實際狀況一致所發展的技術,所謂的Model validation就是利用實驗量測結果FRF去計算MAC矩陣去驗證與修正CAE模型的正確性 ..
     
  • item 疲勞耐久道路試驗方案 
     如何能在車輛或其它載具上同時擷取各種高低速不同訊號及數位匯流排,甚至影像訊號而又能保證其精度及同步化數據,以確保車輛在高速動作中,能精確而有效的同步記錄訊息,提供給車輛疲勞耐久,振動噪音,動力學,撞擊實驗中做有效的後處理數據分析用途?  同樣的,在高空中飛行的航空器,如何能小型化,堅固,耐天候,體積分散,彈性應用,並能結合空用及地面設備同步化記錄,擷取,取樣,分解,重構,傳輸,接收並回覆原訊息,達到同步傳輸的功能;符合飛航試驗,任務記錄器,或臨時性數據結構分析,教練要求,甚至顫振分析的要求? ..
     
  • item 車內配置人因設計方案 
     汽車產業是世界上最大的產業之一,其產品影響人類生活甚大。因此車輛的人機界面是決定產品成功的主要因素之一。AnyBody已經逐漸成為汽車產業的人因工程學模擬標準 – 如Ford、BMW和Daimler等汽車製造大廠的人因工程學部門皆使用AnyBody。下述幾個例子展示AnyBody在汽車設計改進的應用,顯示具有為客戶帶來價值的巨大潛力 ..
     
  • item LMS SCADAS XS—— 真正的可擕式數採系統 
     LMS SCADAS XS作為西門子PLM軟體公司推出的產品,是一個功能強大且輕巧便攜的振動雜訊測試系統。該系統不但結合了LMS SCADAS系統自主、自由的特性,而且具備了袖珍、便攜的特點 ..
     
  • item 進階PMI檢測問題 - 手持式X光螢光分析儀 
     在煉油及石化工廠中,PMI檢測的需求已大幅增加,根據美國職業安全與健康管理局(OSHA)的資料顯示,1992年5月就有32人的死亡或受傷是因為使用了錯誤的材料所導致。而在石油煉製工業裡,在關鍵的合金組件中使用了不正確的材料,最後引發工安問題產生傷亡事件,則造成了52人死亡、250人受傷。因此最新的OSHA CPL 03-00-004法規主要著重於煉油工業安全管理,其重點項目在於提供世界各地發生及執行的範例 ..
     

   活動快訊

  • item 2015年1月27~29日 聲音系列研討會-通訊語音品質分析及最佳化 
     現今通話環境複雜,隨時隨處,通話環境不再侷限於必須在安靜的處所,各種不同的環境背景噪音都影響語音品質的好壞。且行動寬頻的通訊網路結構在變,VoIP網路電話更衝擊網路結構,新的通訊法規再再挑戰新的通訊終端,語音品質的測試也同樣面臨新的挑戰,也面臨最高的難度。ACQUA即提供4G/LTE語音品質測試及改善之方法與工具,在競爭激烈的市場中,用對工具,設計出手機相關終端產品優異的語音品質,無異在通訊領域中取得領先之地位;在競爭激烈市場中,優異的語音品質已成為通訊終端的優勢,語音品質成為接單的重要指標 ..
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