模态分析答辩

机械结构振动模态分析综合实验
机械结构振动模态分析综合实验
机自11 温斌荣
龙学雄 武宇翔 张茹鑫 曹月 2013年12月14日
机械结构振动模态分析综合实验
一、模态分析简介 二、实验任务 三、方案设计 四、实验过程 五、结果分析与实验总结
一、模态分析 一、模态分析
模态分析方法是把复杂的实际结构简化成模态模型，来 进行系统的参数识别（系统识别），通过实验测的实际 响应来寻示相应的模型或调整预想的模型参数，使其成 为实际结构的最佳描述。
四、实验过程 6、模态拟合 6.2圆盘
拟合方法：复模态单自由度拟合
四、实验过程
7、阵型编辑
方法：质量归一
8、导出结果
五、结果分析与实验总结 1、简支梁实验结果 简支梁相关参数
阶数 频率(Hz) 阻尼(%)
1
2 3 4 5
43.459
163.904 370.769 639.957 996.043
五、结果分析与实验总结
简支梁实验结果
一阶 二阶
三阶
四阶
五、结果分析与实验总结 2、悬臂梁、圆盘实验结果
悬 臂 梁 实 验 数 据
阶 数 1 2 3 4 5 阶 数 1 2 3 4 模态频率 (Hz) 20.406, 105.742, 274.167, 502.197, 847.398, 模态频率 (Hz) 45.785, 127.907, 138.584, 147.754, 模态阻尼 (%) 0.601 0.426 0.465 0.575 0.646 模态阻尼 (%) 2.218 0.582 1.244 0.371 模态质量M 1.0000e+000 1.0000e+000 1.0000e+000 1.0000e+000 1.0000e+000 模态质量M 1.0000e+000 1.0000e+000 1.0000e+000 1.0000e+000 模态刚度K 1.6438e+004 4.4142e+005 2.9675e+006 9.9565e+006 2.8349e+007 模态刚度K 8.2757e+004 6.4587e+005 7.5820e+005 8.6187e+005 阻尼比C 7.7064e-001 2.8297e+000 8.0087e+000 1.8145e+001 3.4386e+001 阻尼比C 6.3819e+000 4.6753e+000 1.0828e+001 3.4412e+000
4、信号采集系统
INV1601B型实验仪
简支梁模态分析仪器连接示意图
四、实验过程
1、确定测点
2、生成结构
4、传函分析
3、采集数据
5、模态定阶
6、模态拟合
8、导出结果
7、阵型编辑
四、实验过程 1.确定测点
简支梁 多点敲击单点拾取，6为拾取点
悬臂梁
单点敲击多点拾取，1为敲击点
圆盘 多点敲击单点拾取
四、实验过程 2.生成结构
分析频率，1000Hz
四、实验过程 5.模态定阶 5.1简支梁
定阶曲线： 集总平均 收集方法： 手动
四、实验过程 5.模态定阶 5.2悬臂梁
定阶曲线： 集总平均 收集方法： 手动
四、实验过程 6、模态拟合 6.1简支梁
拟合方法：复模态单自由度拟合
四、实验过程 6、模态拟合 6.2悬臂梁
拟合方法：复模态单自由度拟合
2、信号采集、分析系统 3、压电式振动加速度传感器 4、脉冲锤及力传感器 5、计算机系统
三、方案设计 2、测量方案
激励方法： 锤击法 分析方法： 简支梁 ＭＩＳＯ，采样频率12kHz 悬臂梁 ＳＩＭＯ，采样频率 12kHz 圆盘 ＳＩＭＯ，采样频率2.56kHz
3、传感器选择
传感器：压电式加速 度传感器 连接方法：利用磁座 与被测结构连结
圆 盘 实 验 数 据
五、结果分析与实验总结
悬臂梁实验结果
一阶 二阶
三阶
四阶
五、结果分析与实验总结
悬臂梁实验结果
一阶 二阶
三阶
四阶
五、结果分析与实验总结 3、试验中遇到的问题
(1)、传感器的选择，调试时发现无信号输出，更换后但由于 内置有PCI无法使用，最后还是找到了合适的传感器； (2)、圆盘的模态试验中，由于采样频率选得过大，实验结果与经验 值差距较大，后将采样频率改为2.56kHz试验成功。
主要应用： 用于振动测量和结构动力学分析； 用来进行响应计算和载荷识别。
二、实验任务 二、实验任务 1、学习模态分析原理； 2、学会模态测试方法； 3、学习变时基的原理和应用； 4、对简支梁、悬臂梁、圆盘进行模态分析 。
三、方案设计 1、系统搭建
4 3 2 5
1
振动测试实验台的组成及连接示意图
1、测试台架
5.139
0.703 0.845 0.286 0.220
模态质量 M 1.000e000 1.000e000 1.000e000 1.000e000 1.000e000
模态刚度 K 7.456e004 1.061e006 5.477e006 1.167e007 3.917e007
模态阻尼 C 1.403e001 7.235e000 1.969e001 1.148e001 1.379e001
简支梁
悬臂梁
圆盘
Байду номын сангаас
四、实验过程 3.数据采集
单个测点出发采样 三次 采用变时基 变时基倍数：4
对输入信号 添加力窗
对响应添 加指数窗
四、实验过程 4.传函分析 4.1简支梁 分析频率，1000Hz
四、实验过程 4.传函分析 4.2悬臂梁 分析频率，1000Hz
四、实验过程 4.传函分析 4.3圆盘
4、误差分析
(1)、锤击时产生的误差，如二次敲击（敲击要快速）、噪声干扰 （适当增大 敲击力度，增大信噪比）； (2)、传感器的质量对系统的影响； (3)、系统的负载效应，系统刚度不足。
机械结构振动模态分析综合实验