一個新產(chǎn)品設(shè)計制造出來后經(jīng)過模態(tài)試驗其動力特性如不能符合設(shè)計要求，如何對此設(shè)計進(jìn)行修改？DmCras為此指出了路徑。它是優(yōu)化動力設(shè)計的有效工具。所謂結(jié)構(gòu)動力修改有兩個含義：1、如果機器作了某種設(shè)計上的修改，它的動力學(xué)特性將會有何種變化？這個問題被稱為SDM的正問題。2、如果要求結(jié)構(gòu)動力學(xué)參數(shù)作某種改變，應(yīng)該對設(shè)計作何種修改？這是 SDM 的反問題。與結(jié)構(gòu)動力修改聯(lián)系在一起的還有動力靈敏度分析和強迫響應(yīng)估計。
結(jié)構(gòu)動力修改：良好的愿望和工程應(yīng)用可能。結(jié)構(gòu)動力修改(SDM)是設(shè)計師期待多年的愿望。結(jié)構(gòu)動力修改的正問題和反問題，如果封閉在有限元計算模型內(nèi)解決, 其正問題是很方便的，只要改變單元類型、劃分和材料特性等參數(shù)重新計算一次就可以，現(xiàn)在已大量應(yīng)用于計算機輔助設(shè)計。其反問題就是特征值的反問題，由于物理性質(zhì)上的特點及數(shù)學(xué)工具的難度較大，目前在理論上還不完善。由于材料特性、構(gòu)件結(jié)合面及非線性等因素，根據(jù)計算的各種方案得到的動力特性變化規(guī)律必須經(jīng)過試驗驗證。通常所指的SDM 是指在試驗?zāi)B(tài)分析基礎(chǔ)上的，即根據(jù)已完成的模態(tài)試驗建立的動力學(xué)模型，預(yù)測結(jié)構(gòu)進(jìn)行某種修改后動力特性應(yīng)有的變化(正問題)或為了得到改進(jìn)的動力特性應(yīng)對結(jié)構(gòu)作何種允許的修改(反問題)。
鑒于測試技術(shù)的困難，目前試驗?zāi)B(tài)的建模仍然是很粗糙的。對SDM 的實用性有一個認(rèn)識過程。原理上是否適用小修改？質(zhì)量或剛度修改量如何向各個自由度分解？對于極坐標(biāo)及球坐標(biāo)系進(jìn)行的模態(tài)試驗如何用于建立在直角坐標(biāo)系的質(zhì)量、剛度修改的動力修改公式？此外，修改結(jié)果的可信度多少？如何檢驗？上述諸多問題根據(jù)已發(fā)表的論文和軟件似乎還沒有人敢肯定地回答。即使如此，由于設(shè)計制造一種新型機器需要一個很長周期，利用靈敏度分析和動力修改原理，在已制成的樣機結(jié)構(gòu)模態(tài)分析的基礎(chǔ)上與工程師的經(jīng)驗相結(jié)合，找出結(jié)構(gòu)動力薄弱環(huán)節(jié)，使得最小的結(jié)構(gòu)修改取得最理想的動力特征，指出一條修改的大致路徑，其實用意義和經(jīng)濟價值是顯然的。
DmCras 軟件功能
頻率靈敏度分析
在某一選定的自由度上進(jìn)行質(zhì)量修改。單位質(zhì)量改變(千克)引起模態(tài)頻率的變化程度。不同階的模態(tài)對同1自由度而言頻率靈敏度不同。
在某一對選定的自由度之間進(jìn)行剛度修改，各階模態(tài)頻率的靈敏度。是單位剛度改變(牛頓/米) 引起模態(tài)頻率的變化程度。不同階的模態(tài)頻率，對同一對自由度而言，靈敏度不同。
對某一選定的模態(tài)階頻率，按質(zhì)量修改的靈敏度大小，列出最大的20個自由度。
對某一選定的模態(tài)階頻率，按剛度修改的靈敏度大小，列出最大的20對自由度。剛度修改允許一端為接地"G"，表示在某一自由度與地之間增加一個剛度(支撐彈簧)。
結(jié)構(gòu)設(shè)計修改(正問題)
在某一自由度上加減質(zhì)量或某一對自由度上加減剛度引起模態(tài)頻率、阻尼、頻響函數(shù)及振形動畫的變化。一次修改可以同時進(jìn)行多達(dá)1000個修改條件。
共振頻率修改(反問題)
希望某一階模態(tài)頻率作某種修改以避開共振。修改結(jié)果是在指定自由度上應(yīng)修改的質(zhì)量或指定的對自由度之間應(yīng)增加或減小的剛度的值。
頻響函數(shù)仿真
模態(tài)測量一般只對固定測點、移動敲擊點進(jìn)行N次測量。也可以固定激振點，移動測量點進(jìn)行N次測量。利用本功能可以獲得任意激勵及任意測量點之間的仿真頻響函數(shù)N×N個。包括動力修改前和修改后。
強迫響應(yīng)仿真
· 正弦激勵可以獲得任意激勵任意輸出點在頻響范圍內(nèi)掃頻過程波形變化情況。
· 脈沖激勵可以獲得在任意激勵自由度上施加單位脈沖力在任意測量點上的振動脈沖響應(yīng)。
進(jìn)行結(jié)構(gòu)動力修改的必要條件
· 必須進(jìn)行良好的模態(tài)分析，自由度劃分不能過于稀少。
· 除了傳感器必須進(jìn)行標(biāo)定，還要進(jìn)行系統(tǒng)標(biāo)定。
· 模態(tài)振形矩陣必須用單位質(zhì)量歸一。
