錘擊法模態(tài)試驗

1、錘擊法簡支梁模態(tài)實驗一、實驗?zāi)康?、測定直桿模態(tài)參數(shù)；2、模態(tài)分析原理及測試分析方法。二、實驗儀器安裝示意圖三、實驗原理1、模態(tài)分析方法模態(tài)分析方法是把復(fù)雜的實際結(jié)構(gòu)簡化成模態(tài)模型，來進行系統(tǒng)的參數(shù)識別（系統(tǒng)識 別），從而大大地簡化了系統(tǒng)的數(shù)學(xué)運算。通過實驗測得實際響應(yīng)來尋求相應(yīng)的模型或調(diào)整 預(yù)想的模型參數(shù)，使其成為實際結(jié)構(gòu)的最佳描述?？梢杂糜谡駝訙y量和結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析?？蓽y得比較精確的固有頻率、模態(tài)振型、模態(tài)阻尼、模態(tài)質(zhì)量和模態(tài)剛度?？捎媚B(tài)實驗結(jié)果去指導(dǎo)有限元理論模型的修正，使計算機模型更趨于完善和合理。2、模態(tài)分析基本原理（略）3、模態(tài)分析方法和測試過程（1）激勵方法為進行模態(tài)分析，首先要

2、測得激振力及相應(yīng)的響應(yīng)信號， 進行傳遞函數(shù)分析。 然后建立 結(jié)構(gòu)模型，采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM行模態(tài)擬合， 得到各階模態(tài)參數(shù)和相應(yīng)的模態(tài)振型動畫， 形象 地描述出系統(tǒng)的振動型態(tài)。根據(jù)模態(tài)分析的原理，實際應(yīng)用時，在結(jié)構(gòu)較為輕小，阻尼不大的情況下，常用錘擊法 激振，即單擊拾振法。（2）結(jié)構(gòu)安裝方式在測試中使結(jié)構(gòu)系統(tǒng)處于什么狀態(tài)，是試驗準(zhǔn)備工作的一個重要方面。本實驗使試件處于自由狀態(tài)。 即使試驗對象在任一坐標(biāo)上都不與地面相連接，自由地懸浮在空中。如放在很軟的泡沫塑料上或用很長的柔索將結(jié)構(gòu)吊起而在水平方向激振，可認為在水平方向處于自由狀態(tài)。如果在我們所關(guān)心的是實際情況支承條件下的模態(tài)，這時，可在實際支承條件下

3、進行 試驗，放在很軟的泡沫上。四、實驗設(shè)備DH132型壓電式加速度傳感器DH5923 動態(tài)信號測試分析儀LC13F02 型力錘DHDAS制分析軟件五、實驗步驟橫梁如圖下圖所示，長（x向）500mm寬（y向）40mm,欲使用多點敲擊、單點響應(yīng)方法 做其z方向的振動模態(tài)，可按以下步驟進行。（1）測點的確定此梁在y、z方向尺寸和x方向（尺寸）相差較大，可以簡化為桿件，所以只需在 x方 向順序布置若干敲擊點即可（采用多點敲擊、單點響應(yīng)方法），敲擊點的數(shù)目視要得到的模態(tài)的階數(shù)而定，敲擊點數(shù)目要多于所要求的階數(shù)，得出的高階模態(tài)結(jié)果才可信。實驗中x方向把梁分成十六等份， 即可布十七個測點。 選取拾振點時要避

4、免使拾振點在模態(tài)振型的節(jié) 點上，此處取拾振點在六號點處。（2）儀器連接儀器連接下圖所示，其中力錘上的力傳感器接動態(tài)采集分析儀的第一通道（即振動測量 通道），壓電加速度傳感器接第二通道（振動測試通道）(3)打開儀器電源，啟動 DHDAS200找制分析軟件，選擇分析/頻響函數(shù)分析功能。在新建的四個窗口內(nèi)，分別顯示頻響函數(shù)數(shù)據(jù)、1-1通道的時間波形、相干函數(shù)和 1-2通道的時間波形。(4)參數(shù)設(shè)置打開動態(tài)采集分析儀電源，啟動DHDAS200軟件，選擇分析/頻響函數(shù)分析，打開新窗口，點擊右鍵，信號選擇/選擇頻響函數(shù)。分析參數(shù)設(shè)置采樣率：1KHz采樣方式：瞬態(tài)觸發(fā)方式：信號觸發(fā)延遲點數(shù)：-200平均方式

5、：線性平均平均次數(shù)：4時域點數(shù):1024或2048預(yù)覽平均：V系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置參考通道：1-1工程單位和靈敏度：將兩個傳感器靈敏度輸入相應(yīng)的通道的靈敏度設(shè)置欄內(nèi)。傳感器靈敏度為Kch (PC/EU表示每個工程單位輸出多少PC的電荷，力在參數(shù)表中工程單位設(shè)為牛頓N,則此處為PC/N;加速度在參數(shù)表中工程單位設(shè)為m/s2 ,則此處為PC/ m/s 2量程范圍：調(diào)整量程范圍，使實驗數(shù)據(jù)達到較好的信噪比。調(diào)整原則：不要使儀器過載，也不要使得信號過小。模態(tài)參數(shù)：編寫測點號和方向。采用單點拾振法時，如果測量1號點的頻響函數(shù)數(shù)據(jù)，在1-1通道(力錘信號)的模態(tài)信息/節(jié)點欄內(nèi)輸入1,測量方向輸入+Z;響應(yīng)通道(加

6、 速度傳感器信號)內(nèi)輸入傳感器放置的測點號，方向為+乙注意：移動敲擊時，當(dāng)力錘移動到其他點進行敲擊測量時，就必須相應(yīng)的修改力錘通道的模態(tài)信息/節(jié)點欄內(nèi)的測點編號。每次移動力錘后都要新建文件。用力錘敲擊各個測點， 觀察有無波形，如果有一個或兩個通道無波形或波形不正常，就要檢查儀器是否連接正確、導(dǎo)線是否接通、傳感器、儀器的工作是否正常等等，直至波形正確為止。使用適當(dāng)?shù)那脫袅η脫舾鳒y點， 調(diào)節(jié)量程范圍，直到力的波形和響應(yīng)的波 形既不過載也不過小。預(yù)覽平均方式打開后， 軟件在每次敲擊采集數(shù)據(jù)后，提示是否保存該次試驗數(shù)據(jù)。 需要判斷敲擊信號和響應(yīng)信號的質(zhì)量，判斷原則為：力錘信號無連擊，信號無過載。(5)

7、數(shù)據(jù)預(yù)處理調(diào)節(jié)采樣數(shù)據(jù)采樣完成后，對采樣數(shù)據(jù)重新檢查并再次回放計算頻響函數(shù)數(shù)據(jù)。一通道的力信號加力窗，在力窗窗寬調(diào)整合適。對響應(yīng)信號加指數(shù)窗。設(shè)置完成后，回放數(shù)據(jù)重新計算頻響函數(shù)數(shù)據(jù)。(6)模態(tài)分析幾何建模：自動創(chuàng)建矩形模型，輸入模型的長寬參數(shù)以及分段數(shù)；打開節(jié)點坐標(biāo)欄，編寫測點號；導(dǎo)入頻響函數(shù)數(shù)據(jù)：從上述實驗得到數(shù)據(jù)文件內(nèi)，將每個測點的頻響函數(shù)數(shù)據(jù)讀入模態(tài)軟件，注意選擇測量類型：單點拾振測量方式參數(shù)識別：首先光標(biāo)選擇一個頻段的數(shù)據(jù)，點擊參數(shù)識別按鈕，搜索峰值，計算 頻率阻尼及留數(shù)(振型)。(7)振型編輯模態(tài)分析完畢以后可以觀察、打印和保存分析結(jié)果，也可以觀察模態(tài)振型的動畫顯示。(8)動畫顯示打開振型表文件和幾何模型窗口， 在振型表文件窗口內(nèi)， 按數(shù)據(jù)匹配命令，將模態(tài)參數(shù) 數(shù)據(jù)分配給幾何模型的測點。 進入到幾何模型窗口， 點擊動畫顯示按鈕， 幾何模型將相應(yīng)模 態(tài)頻率的振型以動畫顯示出來。 在振型表文件內(nèi)鼠標(biāo)選擇不同的模態(tài)頻率， 幾何模型上就相 應(yīng)的將其對應(yīng)的振型顯示出來。在幾何模型窗口內(nèi)， 使