Візуалізація вібрації

Важко уявити фактичний рівень і розподіл вібрацій за допомогою цифрового дисплея або сигналів, які в основному є математичним зображенням вібрації, випробовуваної досліджуваною структурою. Анімація деформації структури забезпечує користувачам чіткіше представлення інтенсивності від вібрації. Контурна шкала, яка графічно відображає величину вібрації на структурі за допомогою кольорової графіки, допомагає візуалізувати ділянки тестової одиниці - це максимальна і мінімальна величини коливань.

Для моделювання вібрації, яку він відчуває, необхідна 3D-модель геометрії досліджуваної структури. Складно створити 3D-модель заплутаних геометрій через складність вимірювання координат x, y, z тестового виробу та використання інформації для створення моделі з лініями та поверхнями.

Підхід до візуалізації вібрації, запропонований Crystal Instruments, не тільки допомагає подолати труднощі виготовлення 3D-геометрії будь-яких складних моделей за допомогою простої процедури, але і оживляє деформацію структури, що дає змогу візуалізувати вібрацію, яку зазнає тестова стаття під час випробування на вібрацію.

серія двовимірних фотографій

Як показано на діаграмі вище, серія двовимірних фотографій, зроблених зі смартфона, використовується для побудови реальної тривимірної моделі об'єкта. Об'єкт ставиться під випробування на вібрацію, під час якого вібрацію можна візуалізувати в режимі реального часу за допомогою реальної 3D-моделі.

Візуалізація вібрації 3D-моделі може здійснюватися в режимі реального часу, поки вимірювання триває або в режимі офлайн після завершення вимірювання. Анімація в режимі реального часу може використовувати точкові або RMS дані вхідних каналів (датчиків) для відображення деформації тестового виробу під час випробувань на вібрацію. Дані вібрації в режимі офлайн можна візуалізувати як у часовій області, так і в частотній області. Анімація часової області показує комбінований ефект усіх режимів, тоді як анімація частотної області роз'єднує режими та показує ефект режиму вібрації на відповідній частоті.

Існує три методи генерування тривимірної моделі геометрії досліджуваної структури.

реконструкції 3D-моделі

Програмне забезпечення для реконструкції 3D-моделі Crystal Instrument використовує вдосконалену технологію реконструкції від 2D до 3D, щоб забезпечити просте рішення тонкощів створення 3D-геометричних моделей із згорнутих тестових структур. Такий підхід не тільки економить користувачеві значну кількість часу та зусиль, але й забезпечує точну модель з великою простотою. Користувач просто робить фотографії тестової статті і подає їх у програмне забезпечення. Завантажені зображення узгоджуються для отримання функцій, а після процесів реконструкції точки та поверхні будується 3D-модель структури. Цей метод надзвичайно простий у використанні, не вимагає ніякої ручної праці та значно швидший, ніж два інших підходи.

Наступні кроки коротко пояснюють принцип роботи, що лежить в основі процедури реконструкції від 2D до 3D.

Захоплення фотографій:

Захоплення фотографій

Користувач робить 2D фотографії навколо об'єкта тестування. Фотографії можна робити за допомогою смартфона або камери. Для отримання точної 3D-моделі рекомендується, щоб користувач робив фотографії приблизно кожні 15 градусів, що відповідає приблизно 24 фотографіям тестового об'єкта. Збільшення кількості фотографій підвищить точність моделі, але може збільшити час обробки.

Реконструкція від 2D до 3D у програмному забезпеченні для реконструкції 3D-моделі Crystal Instrument:

Реконструкція від 2D до 3D

1. Завантажте зображення

2D фотографії імпортуються в програмне забезпечення для відновлення для відповідності зображень та отримання функцій.

Завантажте зображення

2. Видобуток функції

На основі принципу тріангуляції для визначення глибини досліджуваного об'єкта використовуються дві відповідні фотографії. Інтервал 15 градусів допомагає отримати оптимальне перекриття між послідовними зображеннями, що ще більше покращує відповідність зображення.

Видобуток функції

Ширина CCD визначається кількістю пікселів на фотографії та фокусною відстанню камери. Більша кількість пікселів і більший розмір CCD передбачають кращу роздільну здатність фотографії. Шкала зображення в основному передбачає, якщо фотографії змінити масштаб, щоб завершити процес відповідності зображення. Коефіцієнт відповідності за замовчуванням 0,6 повинен бути достатнім, щоб отримати гарну відповідність між зображеннями. Це підходящий баланс між хорошою відповідністю зображення та швидким процесом вилучення функцій.

CCD

3. Рідка і щільна реконструкція

Виявлення ключових особливостей із зображень допомагає створити модель розрізненої точки тестової структури. Це швидке і грубе створення моделі до того, як сконструйована геометрія точок буде чітко налаштована в процедурі реконструкції щільної точки. Програмне забезпечення може автоматично вибирати початкові пари зображень для початку реконструкції моделі запасної точки.

Рідка і щільна реконструкція

Більш детальна інформація з вилучення функцій та розрідженої реконструкції використовується для створення щільної точкової 3D-моделі.

створення  3D-моделі
створення щільної точкової 3D-моделі

4. Реконструкція поверхні

Повна 3D-модель виробляється на етапі реконструкції поверхні шляхом автоматичного з'єднання всіх точок передостанньої щільної точкової моделі.

Реконструкція поверхні

5. Редактор геометрії

Після того, як 3D-модель знаходиться в редакторі геометрії, різні функції програмного забезпечення можуть використовуватися для обрізки та модифікації певних розділів 3D-моделі для поліпшення естетики геометричної моделі. Одна типова операція - зняти підлогу для моделі гоночного автомобіля, як це видно на наступному скріншоті. Потім отриману модель можна експортувати у формат .vvm та імпортувати у програмне забезпечення EDM Modal, VCS або DSA для використання програми візуалізації вібрації.

Редактор геометрії

Побудована 3D-модель використовується для візуалізації вібрації тестової структури або в режимі реального часу (Інтернет ODS), коли вимірювання триває, або післяпроцесового (часова область і частотна область) після завершення всіх вимірювань. Про це детально йде мова в наступному розділі.

Побудована 3D-модель

Використовуючи створену 3D-модель, візуалізацію вібрації можна проводити під час тривання вібраційного випробування чи аналізу або після збереження або запису даних вібрації. Після кріплення датчиків на випробувальну конструкцію в різних точках вимірювання проводиться випробування на вібрацію. Дані, отримані в цих місцях датчиків, використовуються для анімації вібрації 3D-моделі в цих точках вимірювання. Вимірений набір даних може бути використаний для здійснення глобальної інтерполяції та обчислення деформації не виміряних точок, рознесених по всій структурі. Це значно спрощує процес вимірювання даних у всіх точках. Функція візуалізації вібрації в сукупності забезпечує анімацію тестової структури в цих точках на побудованій 3D-моделі.

Коли доступна 3D-модель, дані сигналів можуть бути використані для анімації миттєвої деформації структури. Інформація з цієї візуалізації вібрації та контурної шкали може використовуватися для оптимізації розташування датчиків, оскільки користувач знає, який розділ випробуваного виробу має більш високу чи нижню деформацію. Аналогічно, ці знання також можуть бути використані для зміни місця збудження для отримання оптимальної відповіді в потрібних місцях. Ця інформація також може бути використана для зміни профілю контролю для тестового виробу за рахунок зниження рівня випробування з метою запобігання будь-якого пошкодження конструкції.

дані сигналів можуть бути використані для анімації

Функція візуалізації вібрації в Інтернеті може використовувати або блокові, або RMS дані з вхідних каналів, щоб анімувати деформацію, яку зазнала тестова структура в цих місцях датчиків. Дані блоку корисні для більш миттєвого відображення вібраційної візуалізації досліджуваної структури. Анімація оновлюється кожні 40 мілісекунд, коли блок даних датчиків використовується для візуалізації вібрації тестового виробу. Хоча варіант блоку має більш швидке оновлення, вібраційна візуалізація випробуваної структури може не досягти максимальної або мінімальної деформації. Параметр RMS відображає дані RMS кожного часового блоку і корисніше спостерігати, які точки вимірювання мають максимальну або мінімальну деформацію.

Візуалізація вібрацій корисна не тільки в режимі реального часу (Інтернет ODS), де користувач може бачити миттєву деформацію структури, але також є корисною після завершення вимірювань. Вимірені дані можна аналізувати та візуалізувати для спостереження за коливанням тестової структури як у часовій, так і в частотній області.

Дані часового домену в режимі офлайн відтворюють вібрацію, виміряну в кожен момент миті під час тесту. Це корисніше для моніторингу реакції всієї структури через повну подію збудження. Тривимірна геометрична модель вимагає величезної кількості точок для точності, але це ускладнює користувачеві таке величезне число точок вимірювання. Функція глобальної інтерполяції нашого програмного забезпечення економить користувачеві значну кількість часу та зусиль. Користувач встановлює тест, встановлює з'єднання і збирає дані для розумної кількості точок вимірювання і використовує цю інформацію для інтерполяції та обчислення деформації не виміряних точок, рознесених по всій структурі. Інформація з поточного тесту може бути використана для оптимізації майбутніх тестів, експериментуючи з налаштуваннями конфігурації,

Інформація з поточного тесту

Вібраційна візуалізація даних офлайн частотних доменів показує форми режимів тестової структури на пов'язаних природних частотах. Анімація цих форм режиму додатково спрямовує користувачів на краще розуміння динамічної реакції тестової структури на вхідне збудження. Ця інформація може бути використана для поліпшення механічних характеристик об'єкта випробування. Затухання досліджуваної структури можна відповідно регулювати, щоб зменшити домінування певних режимів

Вібраційна візуалізація даних
Замовити презентацію