实验模态分析简介及其基本的试验流程

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　　实验模态分析主要是通过模态实验，测量系统的振动响应信号或同时测量系统的激励信号、响应信号，从测量到的信号中，识别描述系统动力特征的有关参数。

　　识别的主要内容有以下两种：

　　(1) 物理参数识别，包括质量矩阵、刚度矩阵和阻尼矩阵;

　　(2) 模态参数识别，包括固有频率、衰减系数、模态矢量、模态刚度和模态阻尼。


　　模态分析系统一般由以下三都分组成：

　　(1) 激振系统：使得系统产生稳态、瞬态或随机振动。

　　(2) 测量系统：用传感器测量实验对象的各主要部位上的位移、速度或加速度振动信号，然后将这些信号与激振信号一起记录到磁带记录仪或硬盘上。

　　(3) 分析系统：将记录在磁带或硬盘上的激励信号和响应信号经过模数转换，采样输入到数字式分析仪或计算机中，用硬件或软件系统识别振动系统的模态参数。

　　由于在做模态实验时，只需要测得传递函数的一行或一列就可以获得全部模态信息，因此，若固定在一点测量振动响应信号，而不断改变激励信号的作用点，这样就测量出了传递函数的一行;若固定在一点进行激励，而在不同点进行振动响应信号测量，即不断改变振动响应信号的测试点，这样就测量出了传递函数的一列。

　　测量的基本步骤如下：

　　(1) 确定实验模型，将实验结构支撑起来(边界条件的确定)。

　　(2) 模态实验，利用锤击法、激振器法等方法激励实验结构，并记录原点及各测点的激励、响应时间历程。

　　(3) 对各测点的时间历程的记录数据进行数字处理，利用相关理论及FFT求出各测点的传递函数，并组成传递函数矩阵。

　　(4) 利用多自由度系统的模态参数识别方法进行参数识别。

　　(5) 进行动画显示。

　　模态实验流程图

　　本文相关内容整理编辑自孙利民撰写的《振动测试技术 》。

罗传文

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