实验模态分析

摘要： 针对模态试验中使用加速度计时附加质量大、不易安装且对于结构曲率变化不敏感等问题,提出使用应变阵列测量位移模态与曲率模态。以悬臂梁为例,通过改变应变阵列的布置方法测量梁的位移和曲率模态,并与使用加速度计的模态分析结果进行对比。实验结果表明:通过改变应变阵列布置方法,可有针对性地提取结构的位移模态与曲率模态,且模态识别效果较好。与使用加速度计相比,应变阵列的主要优点在于其附加质量小,易于安装且能适用于复杂结构,成本低廉。

摘要： 对接圆柱壳结构在航空航天、船舶、土木和机械等工程领域得到广泛应用,对其模态特性的分析是研究其动力学特性的重要方向.本文简要介绍了模态分析技术和最小二乘复频域法(PolyMAX)的基本原理,并对对接圆柱壳结构进行了计算模态分析和实验模态分析.实验模态分析过程中,针对自由边界的实验实现、分析结果的正确性进行了讨论,并将实验结果与计算模态分析结果进行对比,对比结果表明:对接圆柱壳结构具有圆柱壳结构一般振动特性的同时,由于对接形式的存在出现了以法兰面为分界的非对称振动。

摘要： 滑动轴承的模态参数是其状态监测的重要指标,而轴承表面的磨损、润滑条件以及工作条件对轴承的模态参数有很大影响.为有效监测滑动轴承运行模态参数从而实现其早期故障检测,建立滑动轴承动力学模型并用复模态分析方法提取出系统的模态参数,研究滑动轴承的润滑油与轴承表面的作用诱导高频振动的机制,分析转速、载荷和润滑剂黏度对模态参数的影响,并进行实验验证.结果表明:轴承的润滑对于系统的高频振动有很大的影响;油膜刚度较高时,受润滑影响的模态阶数较少,并且转速的提高会导致固有频率先升高后降低;高频带范围内随着载荷增大振幅增大,低频带内润滑剂黏度增加模态频率降低.

摘要： 为对某赛车车架的动态特性进行评价,建立了车架的有限元模型,通过仿真模态分析的方法对其动态特性进行了仿真,获得了车架的前6阶振型图.搭建了车架实验模态分析的测试平台,采用实验模态分析方法对仿真的结果进行了验证.对比实验模态和仿真模态分析得到的固有频率,前6阶相对误差均低于10％,两者固有频率吻合度较高且振型也具有较高的一致性.根据仿真模态计算结果和实验模态测量结果,分析了该赛车车架的动态特性,发现该车架在外界激励下均不会发生共振.对比分析结果表明,各阶模态振型在固定频率附近实验模态和仿真模态具有相同的振型,动态特性较好,研究方法和结果对未来赛车车架的设计有一定的指导作用.

摘要： 为保证KDP晶体加工中表面粗糙度、表面波纹度和透射波前三项技术指标,需解决KDP晶体单点金刚石飞刀切削超精密机床加工稳定性和精度差的问题。通过ANSYS Workbench软件对机床进行静态分析,利用有限元模态分析得到机床整机的变形云图和振型云图,并分析了机床结构的固有频率与振型之间的关系。结果表明,主轴箱为机床的薄弱环节,需改变主轴箱内部筋板结构及提高导轨结合面的接触刚度。基于LMS SCADAS进行的机床整机实验模态分析结果与有限元分析之间的最大误差为10.75Hz,验证了有限元分析结果的正确性,并为下一步机床的优化设计奠定了基础。

摘要： 油气田地面工程中管道共振产生的原因较多,危害巨大,需通过具体情况对管道固有频率、管道内介质流态进行分析,寻找出解决管道共振的方法,从而减少管线共振对管道系统造成的破坏.通过分析实际工程中管道共振产生的原因及危害,并通过实验模态分析方法,得出管道共振产生的原因是声阻产生的激振现象所致,提出了减少减压阀及相关管线、取消变径点、缩减管系中弯头数量等避免管道共振的改进措施.经过改进,管道系统的模态及应力分析情况要优于原安装方案,整个管道系统压力相对平稳,地上及埋地管线的应力和流体作用力,以及管道载荷、频率、振幅等满足相关规范.

摘要： 为探究减振膨胀胶的参数对白车门减振效果的影响,对填充了两种参数减振胶的白车门进行了实验模态分析.结果表明:当减振胶的体积膨胀率由25％～35％增大为300％～700％,剪切强度由≥0.3Mpa增大为≥0.5Mpa时,在0～120Hz范围内各频响函数的峰值衰减程度最大为66.5％,最小为41.7％,且各阶模态频率和阻尼比均有所提高,说明体积膨胀率和剪切强度大的减振胶减振效果优良.

摘要： 有限元(Finite Element,FE)模型的正确性和可靠性对于确保结构仿真达到其分析目的相当重要。文章介绍了空调室外机(Outdoor Unit of Conditioner,OUC)有限元模型的建模技术与模型更新。建构OUC的有限元模型必须呈现结构的物理特性,包括几何形状、材料性质、接触接口和边界条件等,并施以实验进行验证。一般的方法是对结构进行实验模态分析(ExperimentalModalAnalysis,EMA)以获得结构模态参数。同时,也可由有限元模型的数值分析求得理论模态参数。模型更新是调整有限元模型参数,使分析模型和实际结构的结构模态特性相符。结果显示,更新后的有限元模型在结构模态和频率域特性上,能充分呈现空调室外机实际结构的振动特性。

摘要： The dynamic characteristics of MG500/1180-WD shearer's rocker arm were studied aiming at the problem of its poor reliability under cutting loads.The simplified finite element (FE) model for the arm was established and its natural frequencies and main modal shapes were obtained with modal analysis.Modal analysis showed that the main vibration modes of the arm are bending-torsional vibration of planet head and motor shell.Through test modal analysis,taking its natural frequencies as the judgement index,the FE model was validated.Choosing 5 design variables including motor shell's wall thickness,etc.,the variation law of the arm's natural frequencies with the design variables was studied.Harmonic response analysis for the arm was conducted under the condition of heavy cutting loads,and the vibration responses of the arm were calculated.The results showed that the thickness of old pond side wall in the middle of the arm is the key factor influencing the arm's natural characteristics;the arm's dynamic stresses are larger under loads with double of the planet's 1st frequency,double of the spur gear's 1st one,double of the spur gear's 2nd one,and the 8th natural frequency;the arm's elastic vibration mainly has features of its 1st and 3rd modal shapes to cause stress concentration at the arm hinge ear;the analysis results provide a reference for the optimal design and reliability analysis of a shearer's rocker arm.%针对采煤机摇臂在截割载荷作用下可靠性差的问题,对MG500/1180-WD采煤机摇臂动态特性进行分析.建立摇臂有限元模型,通过模态分析得到摇臂固有频率及主振型.模态分析表明,摇臂主要振动模式为电机壳体及行星头弯曲扭转振动.通过实验模态分析,以固有频率为判定指标,对有限元模型进行验证.选取电机壳体壁厚等5个设计变量,研究摇臂固有频率随设计变量的变化规律.根据重载截割实际工况对摇臂进行谐响应分析,计算摇臂振动响应.结果表明:摇臂中部老塘侧壁厚是影响摇臂固有特性的关键因素;摇臂在行星1级2倍频、直齿1级2倍频、直齿2级2倍频及8阶固频激励下动态应力较大;采煤机摇臂形成了以1阶、3阶振型模态振动为主要特征的弹性振动并导致摇臂铰接耳处产生应力集中;分析结果可为采煤机摇臂结构优化设计及可靠性分析提供参考.

摘要： Experimental research was carried out to study the meshing frequency coupling laws of gear system and vibration characteristics of the rocker arm shell under the gear meshing excitation. According to the gear parameters, the meshing frequency of the system was calculated and the harmonic frequency components were obtained. Based on the finite element model and experimental modal analysis, the inherent characteristics of the rocker arm shell was obtained. Through the rocker arm dynamic characteristics experiment, the vibration accelerations were obtained. Time domain and frequency domain analysis were carried out to get the transmission system frequency coupling rules. Results show that the impact of starting is about 2 times of that of heavy load. The vibration peak occurs on the planetary transmission in steady operation. The main vibration modes of rocker arm are the third and the fifth stages. The joint of planetary and idler has the strongest coupling frequency and the main form of coupling is the combination of characteristic frequencies. Frequency coupling is one of the main reasons that lead to resonance of rocker arm.%为研究采煤机摇臂齿轮系统啮频耦合规律及齿轮传动激励下摇臂壳体振动特性,进行摇臂振动特性实验.根据齿轮参数,计算啮合频率,得到齿轮传动激励频率成分.通过有限元模型及实验模态分析,得到摇臂固有特性.通过振动特性实验,测量摇臂振动加速度,进行时域及频域分析,得到传动系统啮频耦合规律.结果表明:传动系统启动冲击约为重载截割冲击的2倍;平稳运行时行星级振动峰值最大;摇臂形成了以第3、第5阶振型为主的弹性振动;行星级与惰轮级结合处频率耦合作用最强,主要形式为各特征频率倍频组合频率.频率耦合是造成摇臂共振的主要原因.

摘要： 对实验模态分析的有关理论与方法,尤其是最小二乘复频域法的理论进行了详细介绍。分别采用最 小二乘复频域法和最小二乘复指数法对某轿车白车身进行了实验模态分析并对其结果进行比较和分析。最后将实 验结果和有限元模态分析结果进行对比,并结合刚度测试结果,对白车身提出改进意见。

摘要： 基于LMS Test.Lab试验系统及CADA—X 模态设计工具，对某国产吉他进行了实验模态分析、结构灵敏度分析及动力修改预测。实验模态分析表明：吉他结构的主要固有振动模态决定于前后面板、侧板及音梁结构；结构实验模态灵敏度分析及动力修改技术对于吉他结构的动态设计具有科学指导意义。

摘要： 基于LMS Test.Lab 试验系统及CADA—X 模态设计工具，对某国产吉他进行了实验模态分析、结构灵敏度分析及动力修改预测。实验模态分析表明：吉他结构的主要固有振动模态决定于前后面板、侧板及音梁结构；结构实验模态灵敏度分析及动力修改技术对于吉他结构的动态设计具有科学指导意义。

摘要： 对实验模态分析的有关理论与方法,尤其是最小二乘复频域法的理论进行了详细介绍。分别采用最小二乘复频域法和最小二乘复指数法对某轿车白车身进行了实验模态分析并对其结果进行比较和分析。最后将实验结果和有限元模态分析结果进行对比,并结合刚度测试结果,对白车身提出改进意见。

摘要： 基于LMS Test.Lab 试验系统及CADA—X 模态设计工具，对某国产吉他进行了实验模态分析、结构灵敏度分析 及动力修改预测。实验模态分析表明：吉他结构的主要固有振动模态决定于前后面板、侧板及音梁结构；结构实验模态灵敏 度分析及动力修改技术对于吉他结构的动态设计具有科学指导意义。

摘要： 详细介绍了江苏东华测试技术有限公司DH5907桥梁与大型建筑结构实验模态分析系统的设计思路和基本功能,为实验模态分析技术在桥梁和大型建筑结构中的应用提供了一种简单实用的工具。

摘要： 薄壁筒为专用设备的关键部件,在加工过程中易产生振动.为改善薄壁筒在切削加工过程中因振动而产生的振纹情况,以薄壁筒切削系统为研究对象,利用锤击法及实验模态测试系统I.MS对薄壁筒切削系统,即镗杆和外刀盘进行实验模态分析,得到各部分至少前5阶同有频率和对应振型,从而确定镗杆是影响其振动的薄弱环节.在此基础上,运用ANSYS软件建立镗杆的有限元模型,并对其进行了有限元分析,得出了镗杆不同尺寸参数对镗杆刚度的影响规律曲线,可知镗杆外径D对刚度K的影响最大、刀头悬臂长度L次之,镗杆内径d最小,为镗杆的优化提供了依据.

摘要： 在阐述离散正交多项式算法理论的基础上,用Matlab 编程来实现其算法.利用实验装置进行SIMO的信号采集,用实现的算法来分析并与ME 'scopeVES 分析结果想比较,来验证其算法的正确性。

摘要： 在阐述离散正交多项式算法理论的基础上,用Matlab 编程来实现其算法.利用实验装置进行SIMO的信号采集,用实现的算法来分析并与ME 'scopeVES 分析结果想比较,来验证其算法的正确性.

摘要： 本文以航空发动机风扇叶片简化平板模型为研究对象,在其上进行损伤模拟.通过实验模态分析和有限元计算结果的比较,验证有限元计算的准确性,进而提出了以有限元计算结果代替实际故障样本作为神经网络模型的训练样本对网络进行训练的方法,从而解决了工程实际中故障样本不足的问题.网络仿真表明,该方法正确可行.

摘要： 一种悬臂梁运行模态分析实验方法，包括以下步骤：1)选择悬臂梁的端点作为激励点，利用钢锤在选取的激励点对悬臂梁实施脉冲激励；2)采集参考点和响应点在脉冲激励后产生的响应信号；3)对采集信号进行带通滤波；4)求取参考点与响应点之间的互功率谱函数，并构建互功率谱函数不同采样时刻数据构成的矩阵方程；5)利用矩阵方程求解系数矩阵，得到系统极点；6)识别模态振型及模态参与因子矩阵；7)进行模态置信判据矩阵值计算，当模态置信判据值在预设合理区间以内，获得悬臂梁的模态参数。以及提供一种悬臂梁运行模态分析实验装置。本发明能够实现快速计算、精确度高、具有较好的误差控制、能够减少试验强度和时间，大幅提高试验效率。

摘要： 本发明的伺服控制装置的特征在于，具备：正弦波干扰输入部，其向包括创建速度指令值的速度指令创建部、创建转矩指令值的转矩指令创建部、检测伺服马达的速度的速度检测部的速度控制环路输入正弦波干扰；频率响应计算部，其根据速度控制环路的输出来推断增益和相位；共振频率检测部，其检测增益成为极大的共振频率；共振模式特性分析部，其根据频率响应来推断共振特性；以及基准模式阻尼比保持部，其保持与作为基准的润滑状态对应的共振特性、即基准模式阻尼比，共振模式特性分析部基于基准模式阻尼比以及与此对应的共振频率中的实测模式阻尼比来计算润滑特性。

摘要： 一种基于互谱函数的运行模态分析实验方法，包括以下步骤：1)用弹性绳将梁悬挂，利用钢锤在选取的激励点对梁实施脉冲激励；2)采集参考点和响应点在脉冲激励后产生的响应信号；3)对采集信号进行带通滤波；4)求取参考点与响应点之间的互功率谱函数，并构建互功率谱函数不同采样时刻数据构成的矩阵方程；5)利用矩阵方程求解系数矩阵，得到系统极点；6)识别模态振型及模态参与因子矩阵；7)进行模态置信判据矩阵值计算，当模态置信判据值在预设合理区间以内，获得梁的模态参数。以及提供一种基于互谱函数的运行模态分析实验装置。本发明能够减少试验强度和时间，大幅提高试验效率和学生的学习效果。

摘要： 一种基于脉冲激励的运行模态分析实验方法，包括以下步骤：1)选择梁的端点作为激励点，利用钢锤对梁实施脉冲激励；2)采集参考点和响应点在脉冲激励后产生的响应信号；3)对采集信号进行带通滤波；4)求取参考点与响应点之间的互相关函数，并构建互相关函数不同采样时刻数据构成的矩阵方程组；5)利用矩阵方程组求解系数矩阵；6)识别系统极点，建立最小二乘误差稳态图，求解模态振型；7)如果模态置信判据值不佳，则选取不同采样时刻值，返回到步骤4)，直至模态置信判据值在预设合理区间以内，获得梁的模态参数。以及提供一种基于脉冲激励的运行模态分析实验装置。本发明能够减少试验强度和时间，提高学生学习效果。

摘要： 本发明的伺服控制装置的特征在于，具备：正弦波干扰输入部，其向包括创建速度指令值的速度指令创建部、创建转矩指令值的转矩指令创建部、检测伺服马达的速度的速度检测部的速度控制环路输入正弦波干扰；频率响应计算部，其根据速度控制环路的输出来推断增益和相位；共振频率检测部，其检测增益成为极大的共振频率；共振模式特性分析部，其根据频率响应来推断共振特性；以及基准模式阻尼比保持部，其保持与作为基准的润滑状态对应的共振特性、即基准模式阻尼比，共振模式特性分析部基于基准模式阻尼比以及与此对应的共振频率中的实测模式阻尼比来计算润滑特性。

摘要： 一种基于互谱函数的运行模态分析实验方法，包括以下步骤：1)用弹性绳将梁悬挂，利用钢锤在选取的激励点对梁实施脉冲激励；2)采集参考点和响应点在脉冲激励后产生的响应信号；3)对采集信号进行带通滤波；4)求取参考点与响应点之间的互功率谱函数，并构建互功率谱函数不同采样时刻数据构成的矩阵方程；5)利用矩阵方程求解系数矩阵，得到系统极点；6)识别模态振型及模态参与因子矩阵；7)进行模态置信判据矩阵值计算，当模态置信判据值在预设合理区间以内，获得梁的模态参数。以及提供一种基于互谱函数的运行模态分析实验装置。本发明能够减少试验强度和时间，大幅提高试验效率和学生的学习效果。

摘要： 一种悬臂梁运行模态分析实验方法，包括以下步骤：1)选择悬臂梁的端点作为激励点，利用钢锤在选取的激励点对悬臂梁实施脉冲激励；2)采集参考点和响应点在脉冲激励后产生的响应信号；3)对采集信号进行带通滤波；4)求取参考点与响应点之间的互功率谱函数，并构建互功率谱函数不同采样时刻数据构成的矩阵方程；5)利用矩阵方程求解系数矩阵，得到系统极点；6)识别模态振型及模态参与因子矩阵；7)进行模态置信判据矩阵值计算，当模态置信判据值在预设合理区间以内，获得悬臂梁的模态参数。以及提供一种悬臂梁运行模态分析实验装置。本发明能够实现快速计算、精确度高、具有较好的误差控制、能够减少试验强度和时间，大幅提高试验效率。

摘要： 一种基于脉冲激励的运行模态分析实验方法，包括以下步骤：1)选择梁的端点作为激励点，利用钢锤对梁实施脉冲激励；2)采集参考点和响应点在脉冲激励后产生的响应信号；3)对采集信号进行带通滤波；4)求取参考点与响应点之间的互相关函数，并构建互相关函数不同采样时刻数据构成的矩阵方程组；5)利用矩阵方程组求解系数矩阵；6)识别系统极点，建立最小二乘误差稳态图，求解模态振型；7)如果模态置信判据值不佳，则选取不同采样时刻值，返回到步骤4)，直至模态置信判据值在预设合理区间以内，获得梁的模态参数。以及提供一种基于脉冲激励的运行模态分析实验装置。本发明能够减少试验强度和时间，提高学生学习效果。

摘要： 本发明公开了一种数控机床实验模态分析方法，包括1)利用仿真软件生成随机值序列，并选择采样率以获得感兴趣的频带范围；2)加工凸台试件，使得试件表面生成的断续切削宽度符合上述随机值序列，从而得到对数控机床产生结构随机冲击的激励；3)在数控机床的各部件上布置传感器，以获取机床结构振动响应信号；4)切削凸台试件，完成结构模态激励；5)选定振动响应幅值较大的测点作为基准点，按基于多参考最小二乘复频域法(LSCF)辨识得到机床结构模态参数。本发明可以在无需外加激励条件下，通过加工特定试件完成对数控机床激振，完成模态测试，大大降低模态实验的激振成本和减小激振所造成的损失。

摘要： 本发明公开了一种桩土系统室内模型及其横向振动实验模态分析测试系统，所述模型箱底端设置有底板并且为10mm厚钢板，所述模型箱箱身为10mm厚透明玻璃板，角部用6mm厚钢板固定，并与底板通过固定螺栓密闭嵌固，所述玻璃板的一侧设置有激振器，所述模型箱内部设置有模型桩。本发明可测得相应单桩的固有频率及不同边界条件、轴向荷载、桩身几何与材料性质及桩周土性状等对其数值的影响规律。在进行桩基抗震设计时，可根据上述规律改变桩端约束条件、桩几何性质等措施，从而调整桩基础的固有频率及自振周期，以避开建筑物所在场地的特征周期，防止桩土系统产生共振，达到降低桩基水平地震作用与桩基抗震设计优化的目的。