جزوه آموزش جامع آناليز مودال پروفسور سعيد ضيائي راد

در دو دهه گذشته، آناليز مودال به دانشي فراگير با هدف تعيين، بهبود و بهينه سازي مشخصات ديناميکي سازه هاي مهندسي تبديل شده است. طراحي امروزي سازه هاي پيچيده مکانيکي، هوايي و ساختماني به گونه اي است که علاوه بر مقاومت بالا بايستي داراي وزن کم و قابليت انعطاف زياد باشند. به عنوان مثال، در صنعت خودروسازي تلاش زيادي صرف کاهش وزن بدنه شده است. به منظور کم کردن اثرات اينرسي حين ماموريت در سازه هاي فضايي، مانند آنتن هاي ماهواره اي، کاهش 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 کامپيوتري به تنهايي قادر به تعيين رفتار ديناميکي سازه نمي باشد، زيرا برخي خواص سازه مانند ميرايي و يا خواص غيرخطي از قواعد معمول در مدل سازي پيروي نمي کنند. همچنين، اطلاعات فراتري براي مدل سازي به دليل عدم قطعيت در شرايط مرزي، مورد نياز مي باشد. پيشرفت هاي اخير در تکنيک هاي تجربي باعث تکامل 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. تکنيک هاي تجربي توسط آناليز مودال رشد و تقويت يافته و در مقابل،  انگيزه اي قوي براي پيشرفت آناليز مودال ايجاد کرده اند.

آناليز مودال چيست؟

آناليز مودال، فرآيند تعيين خواص ذاتي ديناميکي يک سيستم در قالب فرکانس هاي طبيعي، ضرايب ميرايي و شکل مودها و به کارگيري آنها به منظور ايجاد مدلي رياضي از رفتار ديناميکي 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 يک مدل فيزيکي از سيستمي ديناميکي شامل خواص جرمي، سختي و ميرايي مي باشد. اين خواص ممکن است به صورت معادلات ديفرانسيل پاره اي موجود باشند. به کمک تحليل اجزاي محدود مدرن مي توان تقريباً هر سازه ديناميکي خطي را گسسته سازي کرد و در نتيجه به طور قابل ملاحظه اي قابليت و ميدان کاري آناليز مودال تئوريک  افزايش يافته است. امروزه آناليز مودال تجربي کاربردهاي گسترده اي در تصحيح ديناميک سازه ها، بهبود مدل هاي تحليلي، طراحي ديناميکي بهينه، کنترل ارتعاشات، عيب يابي و پايش سلامت سازه ها در زمينه هاي مهندسي هوافضا، مکانيک و عمران پيدا کرده است. براي انجام آزمون مودال معمولاً سيستم مورد نظر به آزمايشگاه منتقل شده و پس از شبيه سازي شرايط مرزي با اعمال نيروهاي تحريک ساخته شده و معين به ارتعاش واداشته مي شود. سپس با استفاده از پاسخ و نيروي تحريک اندازه گيري شده توابع پاسخ فرکانسي محاسبه و از طريق روش هاي مختلف آناليز مودال، پارامترهاي مودال سيستم شامل فرکانس هاي طبيعي، نسبت هاي ميرايي و شکل مودها استخراج مي شود...

جزوه آموزش آناليز مودال پروفسور سعيد ضيائي راد، جزوه اي جامع و بي نظير از آموزش روش اجزاي محدود و آناليز مودال است که 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 يک 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: تکنيک هاي اساسي اندازه گيري آناليز و تست مودال

بخش 12: اندازه گيري تابع پاسخ فرکانسي

بخش 13: وارون کلي آناليز و تست مودال

بخش 14: توابع حالت شاخص

بخش 15: روش هاي آناليز مودال در حوزه فرکانسي

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 يک سيستم شش درجه آزادي در حوزه فرکانس با استفاده از نرم افزار MATLAB نيز جهت دانلود قرار داده شده است:

در اين پروژه 20 صفحه اي، يک سيستم شش درجه آزادي که مي­ تواند مدلي از يک وسيله نقليه باشد، در حوزه فرکانس و به روش مودال تحليل شده است. بعد از محاسبه ماتريس توابع پاسخ فرکانسي 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. تشکيل 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 از پروفسور سعيد ضيائي راد با عناوين زير نيز جهت دانلود قرار داده شده است:

مقاله 1: طراحي و ساخت چکش تحريک به منظور ارزيابي ديناميکي تيرها و پل ها به کمک چکش 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 يک سيستم شش درجه آزادي در حوزه فرکانس با استفاده از نرم افزار MATLAB + دو مقاله، بر لينک زير کليک نماييد:

جزوه آموزش جامع آناليز مودال پروفسور سعيد ضيائي راد