7753模态测试顾问力锤法用户手册.doc

7753型模态测试顾问软件的主要功能是以几何模型方式引导用户进行模态试验并管理测试数据.在试验过程中对连击、过载、激励不充分等错误以语音等方式提示，减少测量中的错误。 本文的目的在于帮助用户快速掌握使用7753软件进行模态测试的过程。测量前建议用户在Windows控制面板中的区域设置中把默认语言改为英语,，并关闭防病毒程序。 模态测试的主要过程包括： 支撑被测物 选择力锤和激励方案 在被测物上布置加速度计(对电荷型加速度计还需要连接电荷放大器) 确定通道的输入量程 对力和响应信号分别加窗(加窗的原因详见参考文献1) 确定分析带宽，平均次数 选择要测量和观察的函数 导出测量数据 最后进行参数拟合 名词解释：固有频率 共振频率固有频率和共振频率是两个概念。固有频率是系统自身所具有的共振频率指激励频率与固有频率重合并发生共振频率为共振频率。ＦＲＦ上 系统的频率特性频域 响应与激励的 目 录 1.选择试验布点和激励、响应方式 2 1.1结构如何安装 2 1.2 锤击法使用的力锤 2 1.3 确定激励方案 3 2. 使用 PULSE 7753 模态测试顾问软件 测量结构频响 4 2.1在Project Info中选择参考信号 4 2.2在Hardware Setup中对通道选择正确的传感器 4 2.3在Geometry Task中可以进行测量结构的图形创建,并添加测量节点 4 2.4在Measurement Point Task中向测量点添加传感器 5 2.5在 Analyzer Setup Task设置分析属性 5 2.6在 Hammer Setup Task 设置激励信号量程、触发电平、时域窗 5 2.7在Response Setup Task设置响应信号量程、时域窗 6 2.8 在Measurement Task检查并保存测量结果 6 3. 测量结果导出 7 4. 在MEscope version 4.0中参数拟合 7 ４.１动画 7 ４.２自动参数拟合 8 ４.３手动进行参数拟合 8 1.选择试验布点和激励、响应方式 1.1结构如何安装 对于轻阻尼线性结构，可在自由或者约束的边界条件下用锤击法进行试验。 如果测试的目的是对有限元软件分析的结果进行修正，需要在自由-自由边界下测试(即利用柔性好的弹性绳索、橡胶悬挂结构 或者 将结构放在柔软的海绵、汽车轮胎、泡沫材料上。对大型笨重结构，也可以使用空气弹簧支撑，因为空气弹簧承重大，支撑频率低，支撑被测物的范例如 下图1 所示) 理论上，结构的刚体运动模态所对应的固有频率是0，但是悬挂会改变刚体模态频率，因此最好的悬挂结果是“悬挂引起的最高刚体模态频率ωmax(即结构不产生任何弹性变形)”比“最低的弹性模态频率”Ωmin要低的多(ωmax/Ωmin0.1~0.2 )。这时刚体模态对弹性模态的影响可以忽略不记,如图2所示。 图1 悬挂一个发动机外壳的范例 图2 悬挂引起的刚体模态频率应远低于第一阶弹性模态频率 如果测试的目的是模仿“真实工作状态下”可能产生的振动情况，可以在安装状态下测试. 1.2 锤击法使用的力锤 为了测量结构的频率响应函数，必须对结构施加激励。 常见的激励方式有：力锤激励和激振台激励。力锤激励的优点是快速、方便，适合于现场测量，缺点是需要测试工程师的经验。激振台激励的优点是信噪比高，缺点是速度慢。本文着重介绍使用力锤激励的情况。 力锤所引起的激励带宽取决于力作用的时间长短，这既与锤头有关，也与被激励物的表面材料有关，硬锤头提供较窄的脉冲从而获得较宽的频率范围，软锤头反之。 典型使用的锤头有三种：铝、塑料、橡胶，它们敲击时力信号的时域脉冲波形、频域衰减特性如 图3 所示( Endevco 2302型力锤为例)： 图3 力信号的作用时间、自谱 和 匹配数据表格 选择锤头的经验是：力信号的自功率谱在最高频率处比最大值下降不超过10~20dB. 为在分析中获得最优的动态特性,激励的频率范围最好与分析带宽匹配。如果分析频率设得太高，而激励时力信号的自谱又达不到一定的幅值，程序将弹出报警，对这种情况只需要降低分析频率即可。 如果发现激励力脉冲后半段有残余振荡，可换用较软锤头或增大分析带宽解决。 力锤的激励力大小与力锤的质量和激励时间长短有关，由于调整激励时的速度需要较多经验，因此常常通过调整锤头的附加质量改变力谱的幅值。但敲击的力不需要太大，即使对车身大小的物体激励也无需超过100N，以免引起结构的非线性响应。 1.3 确定激励方案 在进行模态试验之前，可以先通过 有限元分析 计算出理论振型，观察节点位置，在测量时请不要将传感器布置在这些节点；因为，节点是反共振点，即对某一