重慶大學(xué)結(jié)構(gòu)模態(tài)分析實驗()

師教師評語模態(tài)分析是研究結(jié)構(gòu)動力特性的一種近代方法，是系統(tǒng)辨別方法在工程模態(tài)是機(jī)械結(jié)構(gòu)的固有振動特性，每一個模態(tài)具有特定的固有頻率、阻尼比和模態(tài)振型。這些模態(tài)參數(shù)可以由計算或試驗分析取得，這樣一個計算或試驗分析過程稱為模態(tài)分析。振動模態(tài)是彈性結(jié)構(gòu)固有的、整體的特性。如果通過模態(tài)分析方法搞清楚了結(jié)構(gòu)物在某一易受影響的頻率范圍內(nèi)，各階主要模態(tài)的特性，就可能預(yù)知結(jié)構(gòu)在此頻段內(nèi)，在外部或內(nèi)部各種振源作用下實際振動化系統(tǒng)動態(tài)特性，或者研究把該結(jié)構(gòu)連接到其他結(jié)構(gòu)上時所產(chǎn)生的影響。因此，模態(tài)分析是結(jié)構(gòu)工程實際中的振動系統(tǒng)都是連續(xù)彈性體，其質(zhì)量與剛度具有分析的性質(zhì)，只有掌握無限多個點在每瞬間時的運動情況，才能全面描述系統(tǒng)的振動。因此，理論上它們都屬于無限多自由度的系統(tǒng)，需要用連續(xù)模型才能加以描述。但實際上不可能這樣做，通常采用簡化的方法，歸結(jié)為有限個自由度的模型來進(jìn)行分析，即將系統(tǒng)抽象為由一些集中質(zhì)量塊和彈性元件組成的模型。如果模態(tài)分析的實質(zhì)，是一種坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。其目的在于把原在物理坐標(biāo)系統(tǒng)中描述的響應(yīng)向量，放也就是說在這個坐標(biāo)下，振動方程是一組互無耦合的方程，分別描述振動系統(tǒng)的各階振動形式，和模態(tài)阻尼cr。其中固有頻率和固有振型能直接反映系統(tǒng)的振動特性對于一個機(jī)構(gòu)系統(tǒng)，其動態(tài)特性可用系統(tǒng)的固有頻率、阻尼和振型來描述，與模態(tài)質(zhì)量和模態(tài)剛度一起統(tǒng)稱為機(jī)械系統(tǒng)的模態(tài)參數(shù)。要求取模態(tài)參數(shù)，可以通過兩個方法：一是運用三維軟測量對象上某一點施加激振力Fj，測量對象各點的振動響應(yīng)xi，以及任意兩點之間||||x2||x2|.|F||..|F| xi(w)Fj(w)可以通過對所測得的激振力Fj和振動響應(yīng)xi的值，進(jìn)行參數(shù)識別而得到。測量方法是給系統(tǒng)施加一有限寬頻率的激振力（沖擊也是一有限帶寬激振力同時測量系Fj與響應(yīng)xi之間的傳遞函數(shù)hij。對測量的傳遞函數(shù)進(jìn)行曲線擬合得到模態(tài)參數(shù)。一個多自由度(S)=[-]+jk由式(1-3)可知，每一測點的傳遞函數(shù)曲線擬和得到的留數(shù)rijk是不同的，留數(shù)矩陣[R]K與對|M1rrrr22Mrn2rφ1φ1φ2...φnφ...φ2nMMφ2...φnn|)||||jj模態(tài)分析模塊要求采用某一點固定激振，逐點拾振，求出留數(shù)矩陣之一列的測量方法，或在mkkkkφφ[K]、[M]分別為系統(tǒng)的剛度矩陣和質(zhì)量矩陣，Rj為物理參數(shù)，可為剛度和質(zhì)量。振型的jakji}kjia=kji1jTjλkλi本實驗采用力錘對平板試件進(jìn)行敲擊，激勵出各種模態(tài)。實驗原理圖如圖2.1所示。激勵錘的激振力信號通過安裝在其錘頭的力傳感器測得，產(chǎn)生的沖擊力信號直接接入數(shù)據(jù)采激勵錘道配置、傳感器校準(zhǔn)、錘擊設(shè)置和測量等部分組成。采集通道配置主要是對前端采集三、使用儀器、材料1、按原理圖2.1連接儀器，并調(diào)整好各儀器的開關(guān)檔位，傳遞函數(shù)靈敏頻率分析范圍為2、根據(jù)實驗?zāi)B(tài)結(jié)果可知，在平板的前六階振型中，第一、三、五階為彎曲振動，第二、四、5、圖5.8所示為實驗測量得到的所有階數(shù)的頻響函數(shù)曲線