模態(tài)試驗工程應用

試驗模態(tài)分析工程應用激勵裝置實驗結構力傳感器電荷放大器加速度傳感器電荷放大器A/D轉換FFT頻響函數(shù)參數(shù)識別模態(tài)顯示實驗模態(tài)分析的基本步驟回顧金塘大橋模態(tài)實驗案例1根據(jù)橋梁現(xiàn)場的實際情況采用有線DH5907與無線DH5907A兩套測試系統(tǒng)。低頻高靈敏度的磁電式傳感器集成在測試模塊中，每個有線和無線測試模塊中都包含了一個垂直、一個水平向的速度傳感器。金塘大橋模態(tài)實驗金塘大橋模態(tài)實驗金塘大橋模態(tài)實驗首先，做橋的主梁的橫向和縱向的振動測試，使用DH5907A無線實驗模態(tài)分析系統(tǒng)。無線模塊用于橋梁的主梁測試，在測點較多的情況下無線系統(tǒng)解決了大量線纜移動不便的難題，提高測試效率。然后，測橋塔的水平向X和Y方向的振動，使用DH5907橋梁模態(tài)分析系統(tǒng)，有線系統(tǒng)適合用于無線信號傳輸受阻的測試環(huán)境。

最后將兩套系統(tǒng)測得的橋梁振動數(shù)據(jù)合并分析，得出橋梁的模態(tài)參數(shù)。金塘大橋模態(tài)實驗金塘大橋模態(tài)實驗固有頻率及阻尼比第1階振型圖縱漂金塘大橋模態(tài)實驗第2階振型圖主梁一階對稱側彎金塘大橋模態(tài)實驗第3階振型圖主梁一階對稱豎彎金塘大橋模態(tài)實驗第4階振型圖主梁一階反對稱豎彎金塘大橋模態(tài)實驗第5階振型圖一階反對稱側彎金塘大橋模態(tài)實驗振動理論模態(tài)分析工程應用第6階振型圖二階對稱豎彎金塘大橋模態(tài)實驗第7階振型圖二階反對稱豎彎金塘大橋模態(tài)實驗振動理論模態(tài)分析工程應用第8階振型圖金塘大橋模態(tài)實驗第9階振型圖金塘大橋模態(tài)實驗第10階振型圖金塘大橋模態(tài)實驗第11階振型圖一階扭轉金塘大橋模態(tài)實驗第12階振型圖金塘大橋模態(tài)實驗第13階振型圖金塘大橋模態(tài)實驗第14階振型圖金塘大橋模態(tài)實驗第15階振型圖金塘大橋模態(tài)實驗第16階振型圖金塘大橋模態(tài)實驗全橋共測了140個測點，橋面共118個測點，由于橋面使用的是無線模塊，在測點較多的情況下無線系統(tǒng)解決了大量線纜移動不便的難題，每測完一次移動測量模塊的時間被大大降低，提高了測試效率。而有線系統(tǒng)則適合用于無線信號傳輸受阻的測試環(huán)境，在橋塔內(nèi)使用這套系統(tǒng)，不會出現(xiàn)信號不好而造成丟數(shù)的情況和數(shù)據(jù)不同步的情況，保證了測到數(shù)據(jù)的可靠性。金塘大橋模態(tài)實驗船體模態(tài)測試B&KType4370

加速度傳感器(8只)B&KType2692

電荷放大器組合(4ch.×2)DH5920

數(shù)據(jù)采集器＋筆記本電腦和軟件包DH5903

手持式測振儀案例2儀器設備測試方法利用拋錨激振法，來獲取船體垂直方向的各階固有頻率、振型和阻尼。拋錨中,錨鏈下放到10米左右時突然間剎車,保持原狀3分鐘。船體模態(tài)測試利用拋錨激振法,獲得船體垂直方向的各階固有頻率,振型和阻尼.其振動頻響曲線如下圖。船體模態(tài)測試諧調(diào)階數(shù)12船體垂直方向固有頻率4.378.80阻尼比

1.91%2.14%船體垂直方向的各階固有頻率和阻尼船體模態(tài)測試船體模態(tài)測試船體模態(tài)測試案例3大型礦用電動輪自卸車的承載車架是一種重型復雜空間結構，它在整車的動特性設計中起關鍵作用。車架自重12噸，模態(tài)試驗時用空氣彈簧支撐，以實現(xiàn)近似自有條件的邊界。經(jīng)初步估算及預備性試驗，其第一階彈性變形頻率約為23Hz，采用四個空氣彈簧支承后，其最高剛體模態(tài)頻率為5Hz，遠低于第一階彈性變形的固有頻率，可以作為自由支承看待。下圖為車架測點幾何位置示意圖，共選有101個測量位置，每個位置進行三個方向的測量，因此，共測量了3*101=303個頻響函數(shù)。采用曲線擬合法在0~100Hz頻段內(nèi)共識別了11階彈性變形模態(tài)。車架的承載部件為兩片縱梁。由于載荷大，該縱梁按純彎、等強度、變高度設計。但是由于梁的高度較大，部分模態(tài)表明縱梁存在傾斜變形。傾斜變形在第7階到第10階出現(xiàn)。這種變形時設計者所不希望出現(xiàn)的。油箱將懸掛在兩縱梁的外側，勢必加劇這種變形，導致舉升橫梁與縱梁之間的連接焊縫開裂破壞，需要進行設計修改。在49點與50點之間加一連接小梁，并觀察修改效果。第7階模態(tài)修改前后對比修改前修改后修改前修改后第8階模態(tài)修改前后對比修改前修改后第9階模態(tài)修改前后對比修改前修改后第10階模態(tài)修改前后對比案例4轎車車身模態(tài)試驗轎車車身模態(tài)試驗轎車車身模態(tài)試驗水箱下橫梁局部模態(tài)轎車車身模態(tài)試驗一階扭轉模態(tài)轎車車身模態(tài)試驗一階橫擺模態(tài)轎車車身模態(tài)試驗一階彎曲模態(tài)分析該試驗結果發(fā)現(xiàn),最低整體模態(tài)頻率大于40Hz,頻率分布基本均勻合理。但在27.2Hz頻率處存在過低頻率,該振型顯示水箱下橫梁存在前后擺動的局部模態(tài)。對于直列四沖程發(fā)動機怠速轉速為750r/min,其主要激振階次為2階,這樣怠速激振頻率為25Hz。也就是說,怠速工況容易激起車身前端骨架局部模態(tài)。那么發(fā)生疲勞破環(huán)的根本原因很有可能是,前端骨架局部模態(tài)過低,接近怠速激振頻率,導致共振現(xiàn)象發(fā)生。轎車車身模態(tài)試驗針對以上分析,要解決這個問題必須增強前端骨架的局部剛度,從而提高該區(qū)域的模態(tài),避免共振發(fā)生。對這個區(qū)域,改進措施有:(1)更改水箱左右側橫梁的結構,增加局部連接剛度;(2)對水箱下橫梁進行加筋處理,增加自身剛度;(3)改變水箱上下橫梁的連接拉桿形式,增加零件剛度。轎車車身模態(tài)試驗轎車車身模態(tài)試驗飛機地面振動試驗(GVT)新技術案例5飛機地面振動試驗(GVT)新技術有限元模擬飛機地面振動試驗(GVT)新技術飛機地面振動試驗(GVT)新技術飛機地面振動試驗(GVT)新技術飛機地面振動試驗(GVT)新技術模態(tài)試驗飛機地面振動試驗(GVT)新技術飛機地面振動試驗(GV