薄膜结构空气与低真空环境下模态辨识仿真及试验

摘要

薄膜结构在航天工程中有广泛的应用,但其在真空环境与空气环境下的模态特性有较大差异.由于试验设备及仿真模态识别方法的限制,现有文献中同时包含薄膜结构在真空环境与空气环境下的模态测试仿真及试验较少,并且对于仿真与试验方法一致性的对比研究也较少.因此,介绍了所制备的低真空试验装置,随后通过仿真算例对比了仿真中通常采用的Lancoz法与试验中通常采用的随机子空间法(Stochastic Subspace Identification,SSI)识别到的薄膜前4阶模态,结果显示,两种方法具有良好的一致性.将仿真算例结果与试验结果进行对比,低真空环境下仿真与试验有良好的对应关系,但空气环境下识别到的频率有差异,且会随着膜的厚度增加而逐渐降低.通过仿真分析讨论了观测点数目及激振器振幅对模态识别结果的影响.