第十二章模态与模态试验讲述.ppt

* 同济大学汽车学院振动噪声研究所 * 令 ，则有：写成矩阵形式有： * 同济大学汽车学院振动噪声研究所 * * 同济大学汽车学院振动噪声研究所 * 上式系数矩阵的元素都是所测频率点频率值的幂函数以及所测得的频响函数估计值的虚、实部的线性组合。其特点是，随元素在矩阵中的排列， 的幂次依次从左向右、自上向下增高。当分析频带动态范围大时，元素数值的动态范围就更大，且非对角元素占优，从而导致矩阵病态，影响曲线拟合的收敛性和收敛速度及拟合精度。为了解决这一问题，人们曾采用了许多方法，如全主元消去法、阻尼因子法等，但其效果有限。 * 同济大学汽车学院振动噪声研究所 * 在拟合方法上还采用了将耦合较大的多自由度曲线先分段拟合，找出各阶模态参数的初值，再将其合成起来拟合。这样亦可取得一定效果。但在拟合中如何划分自由度，以及如何选择阻尼因子等都在很大程度上依赖人们的经验，而且很耗时，另外，对更多的自由度以及多输出点的总体拟合情况，上述改进做法仍难以取得较理想的结果。 * 同济大学汽车学院振动噪声研究所 * 12-5 模态试验系统 一、激振台激励时的试验系统 * 同济大学汽车学院振动噪声研究所 * 二、锤击试验系统 * 同济大学汽车学院振动噪声研究所 * 三、要注意的问题 1.支承方式： 1）自由——自由状态试验：弹性索悬吊、 充气袋支承 原则：系统的固有频率远低于构件基频 2）约束状态试验：按构件实际约束、支承状态进行试验。 2.激振器激振点要求 激振器与构件的连接必须用弹性（挠性杆）连接，用细钢丝制成，以减小激振点处的附加约束。 * 同济大学汽车学院振动噪声研究所 * 12-6 传感器及其安装 一、试验传感器 目前用加速度传感器测量振动加速度响应比较普遍也比较方便。 测量加速度响应用压电晶体加速度传感器。 测量激振力用压电晶体式力传感器。 体积、重量小，对被试结构的质量影响小等特点 * 同济大学汽车学院振动噪声研究所 * 1. 压电晶体加速度传感器特点： 好的线性度 重量轻（1g） 动态范围大（160dB） 频率范围宽（0.2Hz----10kHz以上） 耐冲击（20000g） 环境阻抗高 横向灵敏度低 安装方便简单 * 同济大学汽车学院振动噪声研究所 * 2. 压电晶体力传感器特点 尺寸和质量小，安装后附加质量/阻尼/刚度小 线性度极高 动态范围很宽（120dB） 频率范围宽 * 同济大学汽车学院振动噪声研究所 * 二、传感器安装注意点 1. 力传感器 激振器与传感器之间用柔性杆连接，可防止破坏性载荷对传感器的影响。 2. 加速度传感器 1）螺钉 8kHz 2）502胶 8kHz 3）蜂蜡 8kHz 4）磁性座 2kHz 5）双面胶 8kHz 线要紧贴构件，不要悬空。 3. 加速度传感器安装引起的附加载荷必须注意。 * 同济大学汽车学院振动噪声研究所 * 12-7 传感器的标定 尽管传感器出厂前都是标定过的，但试验仍需要进行标定。 1) 检验由电缆、连接器、调节器及分析仪中的误差。 2) 检查系统的增益、极性及衰减器设定是否正确。 3) 检查传感器对所适用的频带是否匹配 力=质量 加速度 * 同济大学汽车学院振动噪声研究所 * 所以对任何频率 的幅值为1/m，相位为0度。 * 同济大学汽车学院振动噪声研究所 * * 同济大学汽车学院振动噪声研究所 * 12-8 试验结果的检验 一、相干函数 * 同济大学汽车学院振动噪声研究所 * 法国判据： 模态纯度 理想 二、互异性校核 * 同济大学汽车学院振动噪声研究所 * 三、模态纯度检验 由于实际的困难，激出理想的100%的纯模态的可能性较小。当某阶处于纯模态时系统上任一测点i的位移幅值 具有： * 同济大学汽车学院振动噪声研究所 * 或任一点的振速 具有： 英国判据： 理想情况 相位分散度 德国判据： 指示函数 理想T=1 * 同济大学汽车学院振动噪声研究所 同济大学汽车学院振动噪声研究所 * 同济大学汽车学院振动噪声研究所 * 工程信号分析及处理 汽车学院 靳晓