模态测试与分析报告基本概念文档格式.docx
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测量:
FRF(时域数据可选)
参数估计:
曲线拟合、参数提取
验证:
MAC、MOV、MP等
ANALOGSIGNALS
ANTIALIASINGFILTERS
AUTORA忖GE左NAUfZERADCDIGITIZESSIGNALS-
HIPUT
APPLYWINDOWS
"
JPUT
COMPUTEFFT
LINEARSPECTRA
UU^ARINPUTSPECTRUM
AVERAGINGOFSAMPLES
COMPUTATIONOFAVERAGED
锤击法测试流程
激振器随机鼓励测试流程图
无论是锤击法测试还是激振器测试,都需将捕捉到的时域数据通过FFT变换转换到频
域。
FFT变换为输入和输出信号提供线性傅立叶谱〔注意这些函数都是复值函数〕。
这将提
供输入自谱〔Gxx〕,输岀自谱〔Gyy〕和输入-输岀的互谱〔Gyx〕。
这三个谱使用各自的时域数据进行平均。
一旦得到Gxx、Gyx和Gyy,那么就可计算频响函数和相干了。
5.测点布置原那么
总原那么:
需要测量足够数目的测点,使得能唯一地描述所有你想获得的系统模态振型
6.空间混叠
空间上布置的测点数目过少,造成多阶〔>
=2〕模态振型相同,不能唯一区别关心的各
阶模态振型
7.几何模型的作用
表征测点的位置,非结构模型,线框模型,非实体模型,用于表征振型动画
8.节点
节点位置是响应为零的位置。
9.触发、预触发
10.力锤法和激振器法的不同之处
力锤鼓励
人工鼓励,受人为因素影响严重
设备简单,移动方便,不影响试件的动态特性
快速地宽频带鼓励
激振器鼓励
难于安装,操作复杂,存在附加影响
有多种鼓励信号可供选择,且鼓励信号
经常用于大型复杂结构
适中选择鼓励信号能改善线性结构的测量结果
结构存在非线性时,选择适当信号既可以把非线性平均掉
11.力谱
力脉冲的自谱
FORCEPMESIGNAL
12.平均
力锤法:
每个测点位置锤击的次数;
激振器法:
鼓励信号重复鼓励次数。
13.参考点、参考点选择的原那么
不能位于所关心的模态的节点上参考点处的振动量要显著先验知识、分析模型等选择多点作为参考点
14.驱动点〔原点〕、跨点
驱动点:
鼓励和响应在同一测点位置;
跨点:
鼓励和响应不在同一测点位置;
q2Ui2Uj2q2Ui2Uj2
(jP2)(jP)
43^3^3q3Ui3U;
(jP3)(jp3)
虚部文档收集自
180度;
相位
图1驱动点FRF〔幅值、相位、实部和虚部〕驱动点测量具有一些重要的特征:
共振峰和反共振峰交替出现,这一点在FRF的幅值曲线图中得到表达;
每经过一个共振峰时相位滞后180度,每经过一个反共振峰时相位超前频响函数虚部的所有峰值都位于频率轴的同一侧。
15.FRF:
幅值和相位、实部和虚部
3自由度的悬臂梁模型
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幅值相位
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实部
驱动点FRF具有一些重要的特征:
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虚部
共振点〔峰〕和反共振点〔峰〕交替出现;
每经过一个共振点〔峰〕相位滞后180度,每经过一个反共振点〔峰〕相位超前180
度;
频响函数的虚部所有峰值位于频率轴的同一侧。
16.相干
17.留数
A(s)kqkUkUk
a11k
a12k
a13k
u1ku1k
U1kU2k
U1kU3k
a21k
a22k
a23k
U2kU1k
U2kU2k
U2kU3k
qk
a31k
a32k
a33k
U3kU1k
U3kU2k
U3kU3k
M
O
C
u
1k
2k
qkU1k
3k
18.稳定图:
0、F、V、D、S
o
极点不稳定〔新出一频率〕
f
极点的频率在公差范围内稳定
d
极点的阻尼和频率在公差范围内稳定
v
极点向量在公差范围内稳定
s
极点的频率、阻尼、向量在公差范围内都稳定
19.SUM,MIF,MMIF,CMIF,稳定图
20.
指示工具SUM函数、MMIF函数、CMIF函数和稳定图
表:
时域多参考点模态提取
No*FrequencyDampingStab*EOFsStored
101*09Hz
3.95l&
101t62Hz
3t29Is
w
234.95Hz
3.20Is
4
285*65Hz
2.38Zs
5
294.90Hz
2.90I
21.极点:
物理极点、数学极点
Pk=^+叫PQ4+3
•:
阻尼因子‘r:
有阻尼固有频率
3Q
o-
10lD
3&
J&
13
Z?
ZP
413D垃
3
22.重根、伪重根
伪重根:
指一个频率分辨率内存在两个根。
23.曲线拟合:
SDOF与MDOF、Local和Global测得的FRF被分解成多个单自由度的系统,如下列图所示
24.实模态、复模态
实模态的一些特征:
1.通过驻波描述实模态,而这些驻波的节点位置是固定的;
2.所有点同一时刻通过它们的最大和最小位置处;
3.所有点同一时刻通过零点位置;
4.模态振型为带符号的实数值;
5.所有点同结构上任何其他点,要么完全同相位,要么完全反相位;
6.无阻尼得到的模态振型与比例阻尼的模态振型相同,这些振型解耠质量、阻尼和刚度矩阵。
复模态的一些特征:
1.
2.
3.
4.
5.
通过行波描述复模态,节点似乎在结构上移动;
所有点不在同一时刻通过它们的最大值位置处,一些点似乎落后其它点;
所有点不在同一时刻通过零点位置;
模态振型不能用实数描述,为复数;
不同自由度之间不存在特定的相位关系,没有完全同相位或者完全180度反相关系;
由无阻尼情况得到的模态振型将不解耦阻尼矩阵。
无阻尼:
极点和留数为纯虚数,振型值为实数;
比例阻尼:
极点是复数,留数为纯虚数,振型值为实数;
一般阻尼:
极点、留数和振型值全为复数。
复模态的实频、
不再对应半功率点。
因此不能用实频、虚频曲线确定模态参数及①。
学习
25.MAC
响应的模态置信判据MAC表示模态的可信程度,其算式为:
朋阴订口加〕〔傀m
如果复向量世上』与區训之间存在线性相关,那么MSF对应于二者的比例常数,而
MAC的值那么接近于1。
如果二者是线性独立的,那么MAC的值将会很小〔接近于零〕,
且MSF没有什么意义。
在更一般的意义上,MAC的概念可施加于两个任意的复向量。
即用于比拟两个有任意标尺的模态振型向量,相似的模态振型具有高值的MAC。
对于
两相对应的模态而言,MAC的值应接近于100%,而相应的留数向量,及通过模态参
预因子给定标尺的模态振型之间的MSF值应该是非常一致的。
MAC的第二个应用是检
验模态振型被质量矩阵加权时的正交性,即文档收集自网络,仅用于个人学习
~|VkTMVim「kI
=o,[O
其中,mJ表示第k阶模态的模态质量。
甚至在质量矩阵不知道的情况下,上式也是可利用的,通常假定其为有大致相等元素的对角线矩阵。
在这一前提下,计算两个不同模态之间的MAC值,也就等于近似地检验
它们之间的正交性。
26.模态参与运动方程
M{X&
C{X}K{x}{丽
认识到模态转换是从特征值求解过程中得到,是用物理坐标辿通过模态
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