實驗模態分析簡介及其基本的試驗流程

2021-03-01 聲振之家


實驗模態分析主要是通過模態實驗，測量系統的振動響應信號或同時測量系統的激勵信號、響應信號，從測量到的信號中，識別描述系統動力特徵的有關參數。

識別的主要內容有以下兩種：

(1) 物理參數識別，包括質量矩陣、剛度矩陣和阻尼矩陣；

(2) 模態參數識別，包括固有頻率、衰減係數、模態矢量、模態剛度和模態阻

尼。

模態分析系統一般由以下三都分組成：

(1) 激振系統：使得系統產生穩態、瞬態或隨機振動。

(2) 測量系統：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，然後將這些信號與激振信號一起記錄到磁帶記錄儀或硬碟上。

(3) 分析系統：將記錄在磁帶或硬碟上的激勵信號和響應信號經過模數轉換，採樣輸入到數字式分析儀或計算機中，用硬體或軟體系統識別振動系統的模態參數。

由於在做模態實驗時，只需要測得傳遞函數的一行或一列就可以獲得全部模態信息，因此，若固定在一點測量振動響應信號，而不斷改變激勵信號的作用點，這樣就測量出了傳遞函數的一行；若固定在一點進行激勵，而在不同點進行振動響應信號測量，即不斷改變振動響應信號的測試點，這樣就測量出了傳遞函數的一列。

測量的基本步驟如下：

(1) 確定實驗模型，將實驗結構支撐起來（邊界條件的確定）。

(2) 模態實驗，利用錘擊法、激振器法等方法激勵實驗結構，並記錄原點及各測點的激勵、響應時間歷程。

(3) 對各測點的時間歷程的記錄數據進行數字處理，利用相關理論及FFT求出各測點的傳遞函數，並組成傳遞函數矩陣。

(4) 利用多自由度系統的模態參數識別方法進行參數識別。

(5) 進行動畫顯示。


模態實驗流程圖

本文相關內容整理編輯自孫利民撰寫的《振動測試技術 》。


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