如何在试验中获取系统模态：两种基本思路

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　　一般，所有的模态都可以通过固有频率、模态质量、模态阻尼、模态刚度及模态形状5个参数来刻画，那么，该如何在试验中获得模态呢?或者说在试验中该如何提取模态参数呢?

　　思路1：从纯模态中提取

　　如何分离出振动的“纯模态”(使结构按某一阶固有振型振动，而不含其它振型)?

　　1、当结构处于纯模态振动时，弹性力和惯性力平衡;激振力与阻尼力平衡，即只要做到激振力分布和阻尼力大小相等、方向相反就行，称为调力法，但该方法实际操作起来较难。

　　2、最简单的近似情况是当结构的各阶固有频率相差较大，而阻尼又较小的情况。这时，可以认为，以某一固有频率激振时，该阶固有模态在响应中占主导地位，在一定误差范围内即可当作纯模态响应来看待。这一情况使识别工作可以化为一个一个的单自由度系统来进行，思路清楚，方法直观，易于理解。对于所谓“密集模态”情况，即某些固有频率接近时，要想得到“纯模态”，则须要采用多点激振，利用“力的分配”达到激振力分布和阻尼力大小相等方向相反，使结构只产生某个指定的模态响应。

　　思路2：从频响函数中提取

　　系统输出与输入的傅立叶变换之比称为频响函数，例如，下面车辆模型中，输入用F表示(垂直和水平载荷)，输出用X表示，那么频响函数H可以表示为：

　　其矩阵形式可以表示为

　　矩阵中任意一行一列表示“模态”全部参数

       当然，这样获得的并非全部的模态参数，仅为有限个离散的点(如下图所示)，最后还要通过“曲线拟合”来获得全部模态参数。

来源：整理自《实验模态分析方法与应用概论》

作者：姜节胜 西北工业大学振动工程研究所

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