Nitin Pangavane &  Brahmananda PramanikGraduate Students

Structural Dynamics [CE‐511]

The University of Mississippi

Nitin Pangavane &  Brahmananda PramanikGraduate Students

Structural Dynamics [CE‐511]

The University of Mississippi

‐ This presentation aims on the experimental approaches on Modal Analysis and explains how structure  vibrates.What is Modal Analysis?Why to do?For proper design and operation of structure.To check the Mathematical Model from Finite Element.How to do?Using Instruments like :‐1) Dynamic Signal Analyzer.2) Using SigLab & ME’S Scope

Modal AnalysisMode ShapesFRF(Frequency‐Response Functions)Experiments

The study of the dynamic characteristics of structuresThe Characteristics are –

Frequency  Damping  Mode shapes

Ratio of  ‐Output Response  to  Input Excitation Force

Fast Fourier Transform (FFT) AnalyzerSteps to analyze FFT

Analog Signals

Anti‐aliasing Filters

Input ExcitationForce

Output Response

•Sampling•Quantization•Digitization•ADC

Digital Signals

Input 

Apply WINDOW

Compute FFTOutput

Power Spectrum

Linear SpectrumInput 

FrequencyResponseFunction

Input 

Output

•Averagingof Samples•Computation

Cross

Output

ComputationCoherenceFunction

Magnitude Real

Phase Imaginary

Impact TestDynamic Signal AnalyzerSigLabME’scope

FRF Log –MagnitudeVsFrequency

Mode # 1@ 72.5 Hz

Mode # 2@ 382 Hz

Mode # 3@ 628 Hz

Mod

e Sh

apes

FRF Im

aginar

yW

ater

fall

Mode # 1 @ 72.5 Hz Mode # 2 @ 382 Hz Mode # 3 @ 628 Hz

Mod

e Sh

apes

FRF 

Log‐Mag

nitud

e

Two different approaches for modal analysis  supports each otherThis experiment shows Hammer tip to be hard enough to achieve appropriate impact excitationRight location of accelerometer to be decided early to get the correct mode shapes.

‐ Fundamentals of Structural Dynamics‐ by Roy R. Craig Jr. / Andrew J. Kurdila

‐ Class Notes ‐ Structural Dynamics [CE‐511]‐ Experimental Modal Analysis – by Peter Avitabile