基于虚拟技术的结构模态分析系统的研究

论文摘要

虚拟技术即虚拟现实技术,虚拟仪器技术作为它的分支,是近年发展起来的一个研究热点。它凭借计算机平台的存储、处理、分析能力,结合计算机软件灵活、适应性强以及修改、升级容易等特点,给传统的仪器测控带来巨大冲击;为此,本文在总结了国内外试验模态分析涉及的理论、软件等已有成果的基础上,分析了现有试验模态分析软件一些不足,依据虚拟仪器的思想,以Visual C++ 6.0为该系统的软件开发平台,以MatLab7.1作为数据分析工具,实现两者的混合编程,并将OpenGL图形工业标准引入实体结构的输入与输出,配置必要地传感器、信号调理电路和数据采集卡（USB2015）等组成了机械结构试验模态分析系统。在此基础上,完成了试验模态分析的结构模型输入、数据采集、数据回放、频谱分析、参数识别、振型输出等功能,开发了面向中小型结构,易于使用的虚拟式结构模态分析系统。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 引言
• 1.1 模态分析的出现与发展
• 1.1.1 试验模态分析出现的背景
• 1.1.2 试验模态分析的基本内容
• 1.2 模态分析软件的发展
• 1.2.1 国内外发展状况
• 1.2.2 模态分析软件的发展趋势
• 1.3 本文的目的与内容
• 第二章 系统总体方案设计
• 2.1 虚拟仪器技术
• 2.1.1 虚拟仪器的基本概念
• 2.1.2 虚拟仪器的典型构成
• 2.1.3 虚拟仪器与传统仪器的比较
• 2.2 系统的软件开发平台
• 2.2.1 Visual C++简介
• 2.2.2 Visual C++ 6.0 的特点
• 2.3 系统的总体设计
• 第三章 结构模型的建立
• 3.1 引言
• 3.2 面向图元对象的结构模型输入技术
• 3.3 基于图元的结构模型输入方法的支撑技术
• 3.3.1 面向对象的程序设计与 C++
• 3.3.2 三维图形处理库 OpenGL
• 3.4 模型建立中的图像处理技术
• 3.4.1 图像变换
• 3.4.2 图像的绘制
• 3.5 结构模型建立的定义与实现
• 3.5.1 结构模型建立的定义
• 3.5.2 数据结构的建立
• 3.5.3 用户界面设计
• 第四章 数据采集与数据回放模块的设计
• 4.1 测试信号分析概述
• 4.2 数据采集的硬件选择
• 4.2.1 数模（A/D）转换的机制
• 4.2.2 数据采集卡（DAQ）的选用
• 4.3 数据采集模块的软件实现
• 4.3.1 板卡驱动接口与工作流程
• 4.3.2 数据采集模块的界面设计
• 4.3.3 数据回放模块的设计
• 第五章 数据分析与模态参数识别模块设计
• 5.1 引言
• 5.2 模态分析的理论基础
• 5.2.1 振动系统的力学模型
• 5.2.2 频响函数
• 5.3 模态参数识别
• 5.3.1 单模态识别
• 5.3.2 多模态识别
• 5.4 子模块的实现与用户界面设计
• 5.4.1 Visual C++ 与 MATLAB 的混合编程
• 5.4.2 用户界面的设计
• 第六章 基于实体模型的模态振型的动态输出
• 6.1 模态振型的规范化
• 6.2 基于实体模型的模态振型显示
• 6.2.1 OpenGL 的初始化
• 6.2.2 光照的使用
• 6.2.3 模态振型动态演示的实现
• 6.2.4 显示涉及的其它技术
• 6.3 振型输出子模块的用户界面设计
• 第七章 系统的检验
• 7.1 简支梁的模态分析试验
• 7.2 简支梁的理论计算验证
• 第八章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间发表的学术论文和参加科研情况
• 详细摘要