深视智能高速摄像机在仿生机翼振动模态测试中的应用

工作模态分析

模态是结构的固有振动特性，每一个模态具有特定的固有频率、阻尼比和模态振型。模态参数可以由计算或试验分析取得，这些信息对于理解和预测结构的动态行为具有重要意义。在实际的工程应用中，可以发现结构的潜在问题，如共振、过度振动等，有助于对结构进行优化设计，提高结构的稳定性和可靠性。工作模态分析(Operational Modal Analysis ,OMA)指通过分析结构处于工作状态下的工作数据来提取模态参数，工作模态分析最明显的特征是仅测量结构的输出响应，不需要或者无法测量输入，这些类型的模型通常被称为“只有输出”的系统。模态的固有频率相对较高，故需要额外施加一个或多个较小的随机激励来模拟试件的工作状态。传统的试验方案-接触式测量

图 | 传统的试验方案传统的试验

一般采用接触式测量方案：结构处于静止状态，通过使用额外的激励设备去激励结构产生响应。这种方法存在较多的局限性，如无法真实反映出结构在实际工作环境下的振动特性；由于需要在试件表面粘贴传感器，会对测量对象产生干扰，影响测量结果的准确性；测量过程繁琐、耗时，需要布置大量传感器和线缆以满足多点多方向测量；容错率低，需要专业的人员进行操作和分析。

非接触测量方案

仿生机翼振动模态测试

图 | 机翼散斑图像

仿生机翼振动模态测试：通过高速相机结合数字图像相关方法，拍摄试件工作状态下的散斑图像序列。试验参数：2560×1920@1000fps
视频 | 6阶振型动画
通过获得全场三维位移和应变信息，分析结构振动特性，包括振动频率和振动型态，并通过对振动特性的分析，进行模态参数的提取和分析。经过对比，前6阶固有频率、阻尼比以及振型动画与仿真结果基本一致，试验达到预期效果。

四大技术优势

深视智能高速相机

01

非接触

可以避免因额外的重量、电压偏动以及精细的传感器结合带来的影响，减少测量位置及形态局限对实验造成的误差。无需布线，减少了系统搭建的复杂性。

02

优秀的成像

深视智能高速相机兼具高分辨率和高帧率特点，提供可靠的成像质量和精准的时序控制，同步精度＜10ns，可以更精确地测量和分析工作模态。

03

全场测量

系统可以对一个区域内的多个点多个方向同时进行测量，提供比传感器更多的信息，无需重复测量。

04

试验可视化

测量过程、测量结果可视化，直观易懂，试验结果可追溯。

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