下載本文檔
版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡(jiǎn)介
-.z.MODALSPACE-INOUROWNLITTLEWORLD模態(tài)空間–在我們自己的小世界中PeteAvitabile著westrongmc譯Couldyoue*plainmodalanalysisforme"Well...itwilltakealittlebitbuthere'sonethatanyonecanunderstand.你能為我解釋模態(tài)分析嗎.嗯…說來有點(diǎn)話長(zhǎng),但下面的解釋人人都可理解。You'renotthefirstonetoaskmetoe*plainmodalanalysisinsimpletermssoanyonecanunderstandit.Inanutshell,wecouldsaythatmodalanalysisisaprocesswherebywedescribeastructureintermsofitsnaturalcharacteristicswhicharethefrequency,dampingandmodeshapes-itsdynamicproperties.Wellthat'samouthfulsolet'se*plainwhatthatmeans.Withoutgettingtootechnical,Ioftene*plainmodalanalysisintermsofthemodesofvibrationofasimpleplate.Thise*planationisusuallyusefulforengineerswhoarenewtovibrationsandmodalanalysis.請(qǐng)我用簡(jiǎn)單的概念來解釋模態(tài)分析,以便任何人都可以理解它,你不是第一個(gè)人。簡(jiǎn)言之,模態(tài)分析是一種方法,籍此,可以根據(jù)構(gòu)造的頻率、阻尼和振型等固有屬性-其動(dòng)態(tài)特性-來描述構(gòu)造。這真夠拗口的,那我們來解釋這是什么意思。不鉆技術(shù)牛角尖,我經(jīng)常用一個(gè)簡(jiǎn)單平板的振動(dòng)模態(tài)來解釋模態(tài)分析。對(duì)于剛接觸振動(dòng)及模態(tài)分析的工程師們來講,這種解釋向來有益。Let’sconsiderafreelysupportedflatplate.Let'sapplyaconstantforcetoonecorneroftheplate.Weusuallythinkofaforceinastaticsensewhichwouldcausesomestaticdeformationintheplate.ButherewhatIwouldliketodoistoapplyaforcethatvariesinasinusoidalfashion.Let'sconsiderafi*edfrequencyofoscillationoftheconstantforce.Wewillchangetherateofoscillationofthefrequencybutthepeakforcewillalwaysbethesamevalue-onlytherateofoscillationoftheforcewillchange.Wewillalsomeasuretheresponseoftheplateduetothee*citationwithanaccelerometerattachedtoonecorneroftheplate.考慮一個(gè)自由支撐平板,施加常力于平板一角。我們通常從靜態(tài)的意義上來對(duì)待一個(gè)力,它在平板引起*種靜態(tài)變形。但這里我要做的是施加一個(gè)按正弦方式變化的力,振蕩頻率固定的常力。我們將改變振蕩頻率,但不改變力的峰值-僅是力的振蕩頻率改變。另在平板一角安裝一加速度計(jì)來測(cè)量鼓勵(lì)引起的平板響應(yīng)。Nowifwemeasuretheresponseontheplatewewillnoticethattheamplitudechangesaswechangetherateofoscillationoftheinputforce.Therewillbeincreasesaswellasdecreasesinamplitudeatdifferentpointsaswesweepupintime.Thisseemsveryoddsinceweareapplyingaconstantforcetothesystemyettheamplitudevariesdependingontherateofoscillationoftheinputforce.Butthisise*actlywhathappens-theresponseamplifiesasweapplyaforcewitharateofoscillationthatgetscloserandclosertothenaturalfrequency(orresonantfrequency)ofthesystemandreachesama*imumwhentherateofoscillationisattheresonantfrequencyofthesystem.Whenyouthinkaboutit,that'sprettyamazingsinceIamapplyingthesamepeakforceallthetime-onlytherateofoscillationischanging!如果現(xiàn)在測(cè)量平板響應(yīng),注意到當(dāng)改變輸入力的振蕩頻率時(shí),響應(yīng)幅值也發(fā)生變化。頻率升高過程中,不同時(shí)刻點(diǎn)上,幅值有增也有減。這好似很奇怪,因?yàn)槲覀兪┘映Aτ谙到y(tǒng),響應(yīng)幅值卻隨輸入力的振蕩速率而變化。但這確確實(shí)實(shí)發(fā)生了——當(dāng)施加的力的振蕩速率越來越接近于系統(tǒng)固有頻率〔或共振頻率〕時(shí),響應(yīng)增大,當(dāng)振蕩速率為系統(tǒng)固有頻率時(shí),響應(yīng)到達(dá)最大值。想想看,這真令人驚奇,因?yàn)槲颐繒r(shí)每刻都施加了一樣幅值的力-僅僅是振蕩速率改變而已!Thistimedataprovidesveryusefulinformation.ButifwetakethetimedataandtransformittothefrequencydomainusingtheFastFourierTransformthenwecanputesomethingcalledthefrequencyresponsefunction.Nowtherearesomeveryinterestingitemstonote.Weseethattherearepeaksinthisfunctionwhichoccurattheresonantfrequenciesofthesystem.Nowwenoticethatthesepeaksoccuratfrequencieswherethetimeresponsewasobservedtohavema*imumresponsecorrespondingtotherateofoscillationoftheinpute*citation.這個(gè)時(shí)域數(shù)據(jù)提供了非常有用的信息。但是如果采集到時(shí)域數(shù)據(jù),并利用快速傅立葉變換將它變換到頻域,則可以求得所謂的頻響函數(shù)?,F(xiàn)在有幾點(diǎn)要關(guān)注:系統(tǒng)共振頻率處,這個(gè)函數(shù)上有峰值。輸入鼓勵(lì)的振蕩速率等于峰值頻率的位置,觀察到了時(shí)域最大響應(yīng)。Nowifweoverlaythetimetracewiththefrequencytracewhatwewillnoticeisthatthefrequencyofoscillationatthetimeatwhichthetimetracereachesitsma*imumvaluecorrespondstothefrequencywherepeaksinthefrequencyresponsefunctionreachama*imum.Soyoucanseethatwecanuseeitherthetimetracetodeterminethefrequencyatwhichma*imumamplitudeincreasesoccurorthefrequencyresponsefunctiontodeterminewherethesenaturalfrequenciesoccur.Clearlythefrequencyresponsefunctioniseasiertoevaluate.現(xiàn)在如果將時(shí)域波形跟頻響圖形疊加在一起,會(huì)注意到時(shí)域波形到達(dá)最大值時(shí)的振蕩頻率與頻響函數(shù)最大峰處的頻率相一致。所以,既可以利用時(shí)域波形來確定幅值到達(dá)最大值處的頻率,也可以用頻響函數(shù)來確定固有頻率何處發(fā)生。顯然,用頻響函數(shù)更容易求。Youthoughtitwasprettyamazinghowthestructurehasthesenaturalcharacteristics.Well,thedeformationpatternsatthesenaturalfrequenciesalsotakeonavarietyofdifferentshapesdependingonwhichfrequencyisusedforthee*citationforce.構(gòu)造為何具有這些固有屬性,你感到大為驚奇。對(duì)了,在這些固有頻率處,變形形式也大為不同,依賴于激振力用哪個(gè)頻率。Nowlet'sseewhathappenstothedeformationpatternonthestructureateachoneofthesenaturalfrequencies.Let'splace45evenlydistributedaccelerometersontheplateandmeasuretheamplitudeoftheresponseoftheplatewithdifferente*citationfrequencies.Ifweweretodwellateachoneofthefrequencies-eachoneofthenaturalfrequencies-wewouldseeadeformationpatternthate*istsinthestructure.Thefigureshowsthedeformationpatternsthatwillresultwhenthee*citationcoincideswithoneofthenaturalfrequenciesofthesystem.Weseethatwhenwedwellatthefirstnaturalfrequency,thereisafirstbendingdeformationpatternintheplateshowninblue.Whenwedwellatthesecondnaturalfrequency,thereisafirsttwistingdeformationpatternintheplateshowninred.Whenwedwellatthethirdandfourthnaturalfrequencies,thesecondbendingandsecondtwistingdeformationpatternsareseeningreenandmagenta,respectively.Thesedeformationpatternsarereferredtoasthemodeshapesofthestructure.(That'snotactuallyperfectlycorrectfromapuremathematicalstandpointbutforthesimplediscussionhere,thesedeformationpatternsareveryclosetothemodeshapes,forallpracticalpurposes.)好了,我們來看一看,在每個(gè)固有頻率處,構(gòu)造上的變形形式是怎樣的。在平板上均布45個(gè)加速度計(jì),測(cè)量不同激振頻率的平板響應(yīng)幅值。如果在每個(gè)頻率處駐留——
每次一個(gè)固有頻率——可以觀察構(gòu)造上的變形形式。圖中顯示了按*一階系統(tǒng)固有頻率鼓勵(lì)時(shí),得到的變形形式。在第一階固有頻率駐留時(shí),平板具有第一階彎曲變形形式,如藍(lán)色所示。在第二階固有頻率駐留時(shí),平板具有第一階扭轉(zhuǎn)變形形式,如紅色所示。在第三、四階固有頻率駐留時(shí),第二階彎曲和第二階扭轉(zhuǎn)變形形式如綠色和紫紅色所示。這些變形形式稱為構(gòu)造的模態(tài)振型。〔從純粹數(shù)學(xué)角度講,這不完全正確。但事實(shí)上,此處簡(jiǎn)單討論起見,這些變形形式非常接近于模態(tài)振型?!砃owthesenaturalfrequenciesandmodeshapesoccurinallstructuresthatwedesign.Basically,therearecharacteristicsthatdependontheweightandstiffnessofmystructurewhichdeterminewherethesenaturalfrequenciesandmodeshapeswille*ist.Asadesignengineer,Ineedtoidentifythesefrequenciesandknowhowtheymightaffecttheresponseofmystructurewhenaforcee*citesthestructure.Understandingthemodeshapeandhowthestructurewillvibratewhene*citedhelpsthedesignengineertodesignbetterstructures.Nowthereismuchmoretoitallbutthisisjustaverysimplee*planationofmodalanalysis.你看,我們?cè)O(shè)計(jì)的所有構(gòu)造都具有這些固有頻率和模態(tài)振型。從本質(zhì)上講,這些特性依賴于構(gòu)造的質(zhì)量和剛度,它決定了固有頻率和模態(tài)振型存于何處。作為設(shè)計(jì)工程師,需要識(shí)別這些頻率,并且需要知道當(dāng)力鼓勵(lì)構(gòu)造時(shí),它們是如何影響構(gòu)造響應(yīng)的。理解模態(tài)振型和受激構(gòu)造如何振動(dòng),將有助于設(shè)計(jì)工程師設(shè)計(jì)出更優(yōu)的構(gòu)造。然而模態(tài)分析的容很多,這只是一個(gè)非常簡(jiǎn)單的解釋。Nowwecanbetterunderstandwhatmodalanalysisisallabout-itisthestudyofthenaturalcharacteristicsofstructures.Boththenaturalfrequencyandmodeshape(whichdependsonthemassandstiffnessdistributionsinmystructure)areusedtohelpdesignmystructuralsystemfornoiseandvibrationapplications.Weusemodalanalysistohelpdesignalltypesofstructuresincludingautomotivestructures,aircraftstructures,spacecraft,puter
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無(wú)特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫(kù)網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 2025年度某公司電子商務(wù)事業(yè)部跨境電商營(yíng)銷推廣合作協(xié)議2篇
- 2025版融創(chuàng)集團(tuán)房地產(chǎn)合同檔案安全保護(hù)與保密要求3篇
- 二零二五年度外匯期貨居間經(jīng)紀(jì)業(yè)務(wù)合同修訂版4篇
- 2025版全新煤炭居間合作協(xié)議范本下載6篇
- 個(gè)性化勞動(dòng)協(xié)議模板2024年版參考版B版
- 個(gè)性化咨詢顧問服務(wù)協(xié)議精簡(jiǎn)版版
- 2025年配電工程進(jìn)度款支付合同
- 2025年度新材料研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化合作協(xié)議
- 二零二五年度內(nèi)退員工離職補(bǔ)償及經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償合同
- 二零二五年度品牌策劃與品牌維權(quán)服務(wù)合同2篇
- 2024年上海市第二十七屆初中物理競(jìng)賽初賽試題及答案
- 信息技術(shù)部年終述職報(bào)告總結(jié)
- 高考滿分作文常見結(jié)構(gòu)完全解讀
- 理光投影機(jī)pj k360功能介紹
- 六年級(jí)數(shù)學(xué)上冊(cè)100道口算題(全冊(cè)完整版)
- 八年級(jí)數(shù)學(xué)下冊(cè)《第十九章 一次函數(shù)》單元檢測(cè)卷帶答案-人教版
- 帕薩特B5維修手冊(cè)及帕薩特B5全車電路圖
- 系統(tǒng)解剖學(xué)考試重點(diǎn)筆記
- 小學(xué)五年級(jí)解方程應(yīng)用題6
- 年月江西省南昌市某綜合樓工程造價(jià)指標(biāo)及
- 作物栽培學(xué)課件棉花
評(píng)論
0/150
提交評(píng)論