試驗模態(tài)分析技術(shù)
實驗模態(tài)分析方法可以分為頻響函數(shù)法（簡稱測力法）和環(huán)境激勵法（簡稱 不測力法）兩種，所謂測力法就是在試驗過程中需要同時測量激勵力和響應的方 法。經(jīng)典的測力法是利用頻域的頻響函數(shù)（FRF)或時域的脈沖響應函數(shù)（IRF) 對模態(tài)參數(shù)進行估計。頻響函數(shù)是響應和力的傅里葉變換之比，而脈沖響應函數(shù) 也要先測得頻響函數(shù)然后經(jīng)傅里葉逆變換（IFFT)獲得。因此，測力法必須利用 帶測力計的激振器或力錘施加可測量的激勵力。測力法可以估計所有的模態(tài)參數(shù)， 包括固有頻率、模態(tài)振型、模態(tài)阻尼或阻尼比、模態(tài)質(zhì)量和模態(tài)剛度，而且精度 較高。常用軟件中頻域測力法分圖解法和解析法兩種，圖解法較適合于阻尼小模態(tài) 不密集系統(tǒng)，如鋼結(jié)構(gòu)。圖解法可選用峰值拾取法或圓擬合法。解析法常用于大 阻尼或模態(tài)密集系統(tǒng)。時域測力法普遍采用脈沖響應函數(shù)的最小二乘復指數(shù)法 LSCE (LeastSquareComplexExponential)進行計算，頻域解析法[43][44]可選用正 交多項式法。所謂不測力法就是在試驗過程中不需要測量激勵力的方法。工程中的大量結(jié) 構(gòu)和機器（如大型建筑，大型橋梁，汽輪發(fā)電機組等）都是很難人工施加激勵力 的，其結(jié)構(gòu)的響應主要由環(huán)境激勵引起，如機器運行時由質(zhì)量不平衡產(chǎn)生的慣性 力，車輛行駛時的振動以及微地震產(chǎn)生的地脈動等各種環(huán)境激勵，而這些環(huán)境激 勵是既不可控制又難以測量的。不測力法只能利用系統(tǒng)的響應數(shù)據(jù)對固有頻率、模態(tài)振型、模態(tài)阻尼或阻尼 比這三個模態(tài)參數(shù)進行估計，但是這三個模態(tài)參數(shù)已經(jīng)能夠滿足絕大多數(shù)工程中 結(jié)構(gòu)動力特性分析的要求。軟件會利用測量得到的響應的自功率譜、互功率譜、 傳遞率和相干函數(shù)進行模態(tài)參數(shù)的估計。不測力法也可分為解析法和圖解法兩種類型。使用范圍與測力法一致。圖解 法可選用自互功率譜綜合法或傳遞率法，解析法可選用隨機子空間法（SSI)。另外利用軟件還可以通過時域和頻域的ODS動畫顯示更形象地模擬被測結(jié) 構(gòu)或機械零件的振動。所謂時域的ODS動畫顯示，其原理類似于錄像機快錄慢放。 常用于機器起動或停止時的動響應（如位移、速度或加速度）相對于時間變量的 觀測。頻域的ODS動畫顯示，其原理類似于數(shù)字閃頻儀，用于動變形相對于頻率變量的觀測。當觀測到的頻率接近或等于共振頻率時，動變形可近似的作為結(jié)構(gòu) 的振型。試驗模態(tài)分析的過程如圖3.1所示。對被測試件上的各點施加激振力，同時 測出其響應；接著用信號分析設備求出激振點與響應點之間的傳遞函數(shù)，如果要 求振動模態(tài)，尚需對試件上的各點反復地求出傳遞函數(shù)；然后進行曲線擬合，識別 得出固有頻率、模態(tài)剛度、模態(tài)阻尼、模態(tài)質(zhì)量和模態(tài)振型等參數(shù)；最后根據(jù)所 得到的模態(tài)參數(shù)，在顯示屏幕上將振動模態(tài)的動態(tài)過程顯示出來。本文采摘自“VMC1060型立式加工中心試驗模態(tài)分析”，因為編輯困難導致有些函數(shù)、表格、圖片、內(nèi)容無法顯示，有需要者可以在網(wǎng)絡中查找相關(guān)文章！本文由海天精工整理發(fā)表文章均來自網(wǎng)絡僅供學習參考，轉(zhuǎn)載請注明！