
先前單元:【甚麼是「模型驗證」?】,主要是在驗證對應於「實際結構」所建立的「分析模型」的正確性。
由於CAE軟體是常採用作為設計分析的工具,如何確保分析的正確性、可靠性,就需要實驗方法的驗證,那麼如何驗證呢?當然就要有實驗的佐證,本單元就稍微深入說明如何應用EMA,也就實驗模態分析(experimental modal analysis),以實驗的方法確認「分析模型」的正確性。
相關的基礎知識,可參閱先前單元:【甚麼是【實驗模態分析】?What is 'Experimental Modal Analysis' (EMA)?】、【如何量測得到結構的頻率響應函數?】、【甚麼是結構振動模態】、【系統方塊圖】。
在進行「模型驗證」的步驟,參閱圖示:
1.
對「實際結構」進行「實驗模態分析」(EMA):量測得到「實際結構」的FRF,進行曲線嵌合(curve fitting),得到「實際結構」的「模態參數」,包括:自然頻率、模態振型、及模態阻尼比。
2.
對「分析模型」進行「有限元素分析」(FEA):分析得到對應「實際結構」之「有限元素模型」的FRF以及模態參數。
3.
驗證比較:由FEA分析與EMA實驗分別得到的FRF以及模態參數,進行比較,如果相符,就達到「模型驗證」的目的,驗證了「分析模型」能夠「等效」於「實際結構」。
EMA實驗模態分析,是進行「模型驗證」的主要實驗方法。對一個結構進行EMA的基本步驟:
1.
量測取得結構的頻率響應函數。
2.
由頻率響應函數透過曲線嵌合求得模態參數。
在EMA,要量測得到結構的頻率響應函數,最常用的實驗方法是,採用衝擊鎚(impact...