汽车振动分析第四章 - 模态分析.pptVIP

Copy right@徐传燕 2013年 汽车振动基础 汽车工程学院 徐传燕 第三章 多自由度系统振动 第2节 多自由度系统自由振动 第1节 多自由度系统振动 第3节多自由度系统强迫振动 第4节 模态分析 Tacoma 峡谷大桥 (1940.7.1－－1940.11.07) 如何评价车身设计是否合理？ 1）该白车身的安装点（如悬架安装点、座椅安装点和副车架安装点）是否合理？ 2）固有频率是否与激励频率相吻合？ 一、模态分析概念 二、模态分析目的 三、模态分析过程 四、白车身模态实验 第4节 模态分析 模态：是机械结构的固有振动特性。 模态参数：用于反映模态特征的参数，如固有频率、 阻尼和振型等。 模态分析：找出主要模态，了解结构振动的实质，将复杂振动分解为许多简单而独立的振动，并用一系列模态参数来表征的过程。 各阶模态的叠加就是结构固有特性的全貌。 一、模态分析概念 模态分析 解析模态分析 （有限元计算） 试验模态分析 预测 验证指导 确定系统的振动特性 二、模态分析目的 1）评价现有结构系统的动态特性 2）在新产品设计中进行结构动态特性的预估和优化设计 3）诊断及预报结构系统的故障 识别系统各阶固有频率、阻尼比与振型 三、实验模态分析过程 频响函数：直观的反映响应与外力之间的关系 Hip表示p点激励，i点获取响应的频响函数形式 频响函数矩阵 Frequency Distance Amplitude Beam 一阶模态 二阶模态 三阶模态 Force Force Force Force Force Force Force Force Force Force Force Frequency Domain View Force Acceleration 实验获取频响函数 （1）在一点测试响应 （2）用带传感器的锤头在不同的点激励 （3）计算激励点和测点的频响函数 确定结构的模态 第一阶振型 （一弯） 第三阶振型 （二弯） 第二阶振型 （一扭） 第四阶振型（二扭） 1.布置测点并建立被测对象模型 四、白车身模态试验 2.建立测试系统 (1)确定试件安装方式 准自由状态 激振器激励 小型结构 快速,无需连接 不适合阻尼太大的结构 Out In Out In 多通道同时响应或移动响应点 大型复杂结构 应用不同的激励信号 费时,需连接安装 力锤激励 移动激励 (2)确定激励方式 激振器激励 (3)连接测 试系统 3.测试系统调试与校准 4.频响函数测试 5.模态参数识别 白车身模态频率与阻尼比 序号 频率（Hz） 阻尼比(%) 1 25.5 0.413 2 28.7 0.512 3 38.1 0.301 4 43.3 0.442 5 48.7 0.505 6 52 0.305 7 54.3 0.337 白车身模态振型示例 28.7Hz 一阶扭转模态 38.1 Hz 一阶弯曲模态 白车身设计评价 1) 车身的一阶弯曲、扭转模态与主要激励源发动机的模态（20Hz以内）不吻合，不会发生共振。 2) 从振型上来看该白车身的安装点(如悬架安装点、座椅安装点和副车架安装点)基本都布置在了前几阶弯扭模态的节点附近，布置较合理。 实验模态分析总结 被测试件 力锤/激振器 振动加速度传感器 力传感器 数据采集器 信号分析系统 频响函数 模态分析软件Mescope 系统模态参数 作业 参照本白车身试验模态分析过程，设计白车门模态实验步骤 谢谢！请不吝赐教！ * * * * * Copy right@徐传燕 2013年 * * * * *