振動系統(tǒng)的模態(tài)分析

1、理論力學(xué)振動系統(tǒng)模態(tài)分析實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模? .了解數(shù)字化測試技術(shù)的原理和做法。學(xué)習(xí)模態(tài)分析原理。2 .學(xué)會用“錘擊發(fā)”測量振動系統(tǒng)的模態(tài)參數(shù)與振型二.實(shí)驗(yàn)儀器：1 .MSC-1型彈性力錘。2 .Yj9A壓電加速度傳感器。3 .Zj-601A型震動教學(xué)試驗(yàn)儀。三.實(shí)驗(yàn)裝置示意圖:四、實(shí)驗(yàn)原理：本實(shí)驗(yàn)測試對象是彈性梁。實(shí)驗(yàn)步驟與原理是：由力錘錘擊被測物體，錘體內(nèi)的力傳感器與被測物體上的加速度計(jì)同時(shí)記錄下脈沖激勵(lì)與被測物體的響應(yīng)，震動教學(xué)試驗(yàn)儀放大并轉(zhuǎn)化為電壓，經(jīng)接口箱，傳入計(jì)算機(jī)的采集分析系統(tǒng)記錄。數(shù)據(jù)采集完畢后，動用分析系統(tǒng)，首先對數(shù)據(jù)進(jìn)行傳遞函數(shù)分析，然后，進(jìn)入模態(tài)分析，根據(jù)振動理論，分析系統(tǒng)在

2、確定階數(shù)后，進(jìn)行質(zhì)量或振型歸一，自動生成分析結(jié)果并可以生成振動的動畫顯示，各階頻率、模態(tài)質(zhì)量、模態(tài)剛度、模態(tài)阻尼比同時(shí)列出。五、實(shí)驗(yàn)步驟：1 .準(zhǔn)備工作：先將梁分畫成所需的單元格，節(jié)點(diǎn)編號，將加速度計(jì)固定在梁的五分之二處（避免放在節(jié)點(diǎn)處）。2 .設(shè)備連接：將力錘與加速度計(jì)與電荷放大器連接，按力錘與加速度計(jì)的靈敏度分別調(diào)好電荷放大器上的旋鈕，并選好相應(yīng)的濾波上限開關(guān)。冉將二信號輸出端與接口箱相應(yīng)頻道相連。3 .進(jìn)入計(jì)算機(jī)采集分析系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置部分，設(shè)定實(shí)驗(yàn)名稱與各頻道單位。4 .進(jìn)入計(jì)算機(jī)采集分析系統(tǒng)菜單中模態(tài)分析部分，畫出被測對象的幾何圖形及節(jié)點(diǎn)號，給出約束條件。5 .進(jìn)入計(jì)算機(jī)采集分析系統(tǒng)的信

3、號采集部分，開始實(shí)驗(yàn)。6 .對17個(gè)測試位置依次進(jìn)行敲擊，沒一個(gè)測試點(diǎn)進(jìn)行三次。以減小誤差。7 .調(diào)用采集的數(shù)據(jù)，打開分析界面，調(diào)入波形。進(jìn)行函數(shù)分析，模態(tài)擬合。8 .振型編輯，質(zhì)量歸一，至此分析完畢，顯示動畫9 輸出數(shù)據(jù)及計(jì)算結(jié)果，保存動畫截圖。六.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算結(jié)果及截圖工程信息：名稱：ABC1#日期：2013-11-18時(shí)間：13:58:54擬合方法：復(fù)模態(tài)單自由度響應(yīng)類型：加速度長680mm寬50mm高8mm幾何結(jié)構(gòu)和節(jié)點(diǎn)設(shè)置：模態(tài)頻率和阻尼：表1：模態(tài)頻率和阻尼階數(shù)頻率(Hz)阻尼(%)152.816,5.5432172.747,0.2333382.623,0.153七.結(jié)果分析及討

4、論1 .實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析目的是測量系統(tǒng)的模態(tài)參數(shù)，即共振頻率，阻尼系數(shù)和模態(tài)矩陣。這些參數(shù)描述了系統(tǒng)的振動特性。實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析主要是通過模態(tài)實(shí)驗(yàn)，測量系統(tǒng)的振動響應(yīng)信號，或同時(shí)測量系統(tǒng)的激勵(lì)信號、響應(yīng)信號，從測量到的信號中，識別描述系統(tǒng)動力特征的有關(guān)參數(shù)。2 .模態(tài)分析系統(tǒng)一般由三部分組成：激振系統(tǒng)：使得系統(tǒng)振動。(2)測量系統(tǒng)：用傳感器測量實(shí)驗(yàn)對象的各主要部位上的位移、速度或加速度振動信號。(3)分析系統(tǒng)：將采集到的激勵(lì)信號和響應(yīng)信號經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換記錄到計(jì)算機(jī)中，用軟件系統(tǒng)識別振動系統(tǒng)的模態(tài)參數(shù)。3 .根據(jù)數(shù)據(jù)表格可以得出，震動頻率隨著階數(shù)的增加為指數(shù)增長。鋼體震動周期數(shù)目成遞增趨勢。根據(jù)實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行模態(tài)分析所得結(jié)果，在圖1中有明顯的誤差，圖形及所測得頻率都和預(yù)計(jì)有很大不同，該誤差可能是敲擊梁的位置發(fā)生了偏差所導(dǎo)致或者是按力錘的金屬部分接觸梁從而導(dǎo)致受力不均產(chǎn)生的誤差。八、注意事項(xiàng)：1 .進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)置時(shí)，一定要修改實(shí)驗(yàn)名，數(shù)據(jù)路徑和結(jié)果路徑以及采樣類型，單位類型和輸入類型。每組的實(shí)驗(yàn)名各不相同。2 .在采樣時(shí)，要檢查同名文件。確認(rèn)之后，小力錘在敲擊點(diǎn)處敲擊。觸發(fā)脈沖動作要快。同時(shí)每次采樣完畢要存盤。3 .傳函分析時(shí)