模态试验讲义.docx
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模态试验讲义.docx
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模态试验讲义
锤击法简支梁(固支梁)模态实验
一、实验目的
1、了解模态分析基本原理;
2、了解模态测试及分析方法。
二、实验仪器安装
示意图
动态分析仪
计算机系统及分析软件
打印机或
绘图仪
简支梁
加速度传感器
力锤
力传感器
安装图
局部安装图
三、实验步骤
实验梁如下图所示,长(x向)700mm,宽(y向)45mm。
用单点拾振法做梁z方向的振动模态。
具体实验步骤介绍如下。
(1)测点的确定
此梁在y、z方向尺寸和x方向(尺寸)相差较大,可以简化为杆件,所以只需在x方向顺序布置若干敲击点即可(本例单点拾振法-跑激励),敲击点的数目视要得到的模态的阶数而定,敲击点数目要多于所要求的阶数,得出的高阶模态结果才可信。
此例中x方向把梁分成十四等份,布置了十三个测点(两端点视为不动点)。
选取拾振点时要尽量避免使拾振点在模态振型的节点上,此处取拾振点在四号测点处。
(2)仪器连接
仪器连接如下图所示,其中力锤上的力传感器接动态采集分析仪的第一通道,DH201加速度传感器接第二通道。
(3)打开仪器电源,启动DHDAS控制分析软件,选择分析/频响函数分析功能。
a、在菜单“分析(N)”选择分析模式“单输入频响”。
b、在新建的四个窗口内,分别单击右键,在“信号选择”对话框中设定四个窗口依次为:
频响函数数据、1-1通道的时间波形、相干函数数据和1-2通道的时间波形,如下图。
(4)参数设置
分析参数设置
采样频率:
Hz;触发方式:
信号触发;延迟点数:
200。
平均方式:
线性平均;预览平均:
√
采样率
触发方式
延迟点数
平均方式
预览平均
启动回放
(5)数据预处理P6
系统参数设置
参考通道:
1-1
设定参考通道
工程单位和灵敏度:
将两个传感器灵敏度输入相应的通道的灵敏度设置栏内。
传感器灵敏度为KCH(PC/EU)表示每个工程单位输出多少PC的电荷,如是力,而且参数表中工程单位设为牛顿N,则此处为PC/N;如是加速度,而且参数表中工程单位设为m/s2,则此处为PC/m/s2。
灵敏度
工程单位
量程范围:
调整量程范围,使实验数据达到较好的信噪比。
调整原则:
不要使仪器过载,也不要使得信号过小。
量程范围
量程范围
灵敏度
模态参数:
编写测点号和方向。
采用单点拾振法时,如果测量1号点的频响函数数据,在1-1通道(力锤信号)的模态信息/节点栏内输入1,测量方向输入+Z;响应通道(加速度传感器信号)内输入传感器放置的测点号,方向为+Z。
测点号
测量方向
注意:
1、移动敲击时,当力锤移动到其他点进行敲击测量时,就必须相应的修改力锤通道的模态信息/节点栏内的测点编号。
每次移动力锤后都要新建文件。
2、用力锤敲击各个测点,观察有无波形,如果有一个或两个通道无波形或波形不正常,就要检查仪器是否连接正确、导线是否接通、传感器、仪器的工作是否正常等等,直至波形正确为止。
使用适当的敲击力敲击各测点,调节量程范围,直到力的波形和响应的波形既不过载也不过小。
3、预览平均方式打开后,软件在每次敲击采集数据后,提示是否保存该次试验数据。
需要判断敲击信号和响应信号的质量,判断原则为:
力锤信号无连击,信号无过载。
实验梁的力锤敲击信号:
(5)数据预处理
调节采样数据
采样完成后,对采样数据重新检查并再次回放计算频响函数数据。
一通道的力信号加力窗,在力窗窗宽调整合适。
对响应信号加指数窗。
设置完成后,回放数据重新计算频响函数数据。
力信号加力窗
响应信号加指数窗
(6)模态分析
l几何建模:
自动创建矩形模型,输入模型的长宽参数以及分段数;打开结点信息窗口,编写测点号;
Y方向分段数
X方向分段数
Y方向模型长度
X方向模型长度
创建平面
注:
DHMA-V2软件可自动创建矩形、圆、长方体、圆锥体、圆柱体、以及球,也可选择手动添加的方法,具体请参考帮助文件。
根据实际情况设定测点号
单击设定节点的Z坐标
单击设定节点的Y坐标
单击设定节点的X坐标
导入频响函数数据:
单击工具栏按钮“导入数据”,新建一数据文件,弹出“模态数据文件选择对话框”。
单击“测量类型”按钮,选择测量类型:
单点拾振法。
单击“选择文件”按钮,将每个测点的频响函数数据读入模态软件,本次实验共13组频响数据文件。
选中所有频响数据的上一级目录,或者单独选中所有频响文件
参数识别:
首先光标选择一个频段的数据,点击参数识别按钮,搜索峰值,计算频率阻尼及留数(振型)。
光标设定范围
搜索峰值
光标设定范围
光标设定范围
频率计算方法
留数计算方法
显示频率留数
将频率阻尼保振型存于模态参数文件
(7)振型编辑
模态分析完毕以后可以观察、打印和保存分析结果,也可以观察模态振型的动画显示。
(8)动画显示
打开模态参数文件和几何模型窗口,在模态参数文件窗口内,按数据匹配命令,将模态参数数据分配给几何模型的测点。
进入到几何模型窗口,点击动画显示按钮,几何模型将相应模态频率的振型以动画显示出来。
在振型表文件内鼠标选择不同的模态频率,几何模型上就相应的将其对应的振型显示出来。
在几何模型窗口内,使用相应按钮可以动画进行控制,如更换在视图选择中选取显示方式:
单视图、多模态和三视图;改变显示色彩方式;振幅、速度和大小,以及几何位置。
实验梁一阶振型图:
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