振動系統(tǒng)的模態(tài)分析

1、理論力學振動系統(tǒng)模態(tài)分析實驗實驗目的：1 .了解數字化測試技術的原理和做法。學習模態(tài)分析原理。2 .學會用“錘擊發(fā)”測量振動系統(tǒng)的模態(tài)參數與振型二.實驗儀器：1 .MSC-1型彈性力錘。2 .Yj9A壓電加速度傳感器。3 .Zj-601A型震動教學試驗儀。三.實驗裝置示意圖:四、實驗原理：本實驗測試對象是彈性梁。實驗步驟與原理是：由力錘錘擊被測物體，錘體內的力傳感器與被測物體上的加速度計同時記錄下脈沖激勵與被測物體的響應，震動教學試驗儀放大并轉化為電壓，經接口箱，傳入計算機的采集分析系統(tǒng)記錄。數據采集完畢后，動用分析系統(tǒng)，首先對數據進行傳遞函數分析，然后，進入模態(tài)分析，根據振動理論，分析系統(tǒng)在

2、確定階數后，進行質量或振型歸一，自動生成分析結果并可以生成振動的動畫顯示，各階頻率、模態(tài)質量、模態(tài)剛度、模態(tài)阻尼比同時列出。五、實驗步驟：1 .準備工作：先將梁分畫成所需的單元格，節(jié)點編號，將加速度計固定在梁的五分之二處（避免放在節(jié)點處）。2 .設備連接：將力錘與加速度計與電荷放大器連接，按力錘與加速度計的靈敏度分別調好電荷放大器上的旋鈕，并選好相應的濾波上限開關。冉將二信號輸出端與接口箱相應頻道相連。3 .進入計算機采集分析系統(tǒng)參數設置部分，設定實驗名稱與各頻道單位。4 .進入計算機采集分析系統(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)點號，給出約束條件。5 .進入計算機采集分析系統(tǒng)的信

3、號采集部分，開始實驗。6 .對17個測試位置依次進行敲擊，沒一個測試點進行三次。以減小誤差。7 .調用采集的數據，打開分析界面，調入波形。進行函數分析，模態(tài)擬合。8 .振型編輯，質量歸一，至此分析完畢，顯示動畫9 輸出數據及計算結果，保存動畫截圖。六.實驗數據，計算結果及截圖工程信息：名稱：ABC1#日期：2013-11-18時間：13:58:54擬合方法：復模態(tài)單自由度響應類型：加速度長680mm寬50mm高8mm幾何結構和節(jié)點設置：模態(tài)頻率和阻尼：表1：模態(tài)頻率和阻尼階數頻率(Hz)阻尼(%)152.816,5.5432172.747,0.2333382.623,0.153七.結果分析及討

4、論1 .實驗模態(tài)分析目的是測量系統(tǒng)的模態(tài)參數，即共振頻率，阻尼系數和模態(tài)矩陣。這些參數描述了系統(tǒng)的振動特性。實驗模態(tài)分析主要是通過模態(tài)實驗，測量系統(tǒng)的振動響應信號，或同時測量系統(tǒng)的激勵信號、響應信號，從測量到的信號中，識別描述系統(tǒng)動力特征的有關參數。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)：用傳感器測量實驗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)：將采集到的激勵信號和響應信號經過數模轉換記錄到計算機中，用軟件系統(tǒng)識別振動系統(tǒng)的模態(tài)參數。3 .根據數據表格可以得出，震動頻率隨著階數的增加為指數增長。鋼體震動周期數目成遞增趨勢。根據實驗所得數據進行模態(tài)分析所得結果，在圖1中有明顯的誤差，圖形及所測得頻率都和預計有很大不同，該誤差可能是敲擊梁的位置發(fā)生了偏差所導致或者是按力錘的金屬部分接觸梁從而導致受力不均產生的誤差。八、注意事項：1 .進入參數設置時，一定要修改實驗名，數據路徑和結果路徑以及采樣類型，單位類型和輸入類型。每組的實驗名各不相同。2 .在采樣時，要檢查同名文件。確認之后，小力錘在敲擊點處敲擊。觸發(fā)脈沖動作要快。同時每次采樣完畢要存盤。3 .傳函分析時