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1、 模态分析实验报告模态分析实验报告篇一：模态分析实验报告模 态 分 析 实 验 报 告姓 名：学 号：任 课 教 师：实 验 时 间：指 导 老 师：实 验 地 点：实验 1 传递函数的测量一、 实验内容用锤击激振法测量传递函数。二、 实验目的1) 掌握锤击激振法测量传递函数的方法；2) 测量激励力和加速度响应的时间记录曲线、力的自功率谱和传递函数； 3) 分析传递函数的各种显示形式（实部、虚部、幅值、对数、相位）及相干函数；4) 比较原点传递函数和跨点传递函数的特征； 5) 考察激励点和响应点互换对传递函数的影响； 6) 比较不同材料的力锤锤帽对激励信号的影响；三、 实验仪器和测试系统 1、
2、 实验仪器主要用到的实验仪器有：冲击力锤、加速度传感器，LMS LMS-SCADAS 测试系统，具体型号和参数见表 1-1。仪器名称型号序列号 3164灵敏度2.25 mV/N 100 mV/g备注 比利时丹麦 BK数据采集和分析系统 LMS-SCADAS 2302-10 力锤加速度传感器表 1-1 实验仪器2 、测试系统利用试验测量的激励信号(力锤激励信号)和响应的时间历程信号，运用数字信号处理技术获得频率响应函数(Frequency Response Function, FRF)，得到系统的非参数模型。然后利用参数识别方法得到系统的模态参数。测试系统主要完成力锤激励信号及各点响应信号时间历
3、程的同步采集，完成数字信号的处理和参数的识别。测量分析系统的框图如图 1-1 所示。测量系统由振动加速度传感器、力锤和比利时 LMS 公司 SCADAS 采集前端及Modal Impact 测量分析软件组成。力锤及加速度传感器通过信号线与 SCADAS 采集前端相连，振动传感器及力锤为ICP型传感器，需要 SCADAS 采集前端对其供电。SCADAS 采集相应的信号和进行信号处理(如抗混滤波，A/D 转换等)，所测信号通过电缆与电脑完成数据通讯。图 1-1 测试分析系统框图四、 实验数据采集 1、 振动测试实验台架实验测量的是一段轴，在轴上安装了 3 个加速度传感器，如图 1-2 所示，轴由四
4、根弹簧悬挂起来，使得整个测试统的频率很低，基本上不会影响到最终的测试结果。整个测试系统如下图所示：A1A测点 2 测点 3 测点 4图 1-2 测试系统图2、数据采集在 LMS 信号采集分析系统上，建立每个通道与测点的对应关系，设置激励方向和响应方向（向上为-Z 方向） ，通道传感器类型、灵敏度、测量范围等参数，力锤信号为参考信号；设置采样参数：采样频率(16.4 kHz)、分析带宽(铝质棰帽0-6400Hz，尼龙棰帽 0-3200Hz，橡胶棰帽 0-5200Hz)、谱线数目(铝质棰帽 6400，尼龙棰帽 3200，橡胶棰帽 5200)、频率分辨率(1.00Hz)、采样触发时间(0.05s)、
5、窗函数(激励信号加力窗，响应信号加指数窗)；然后用力锤敲击激励点，采集激励力的信号和每个测点的响应信号。在 LMS 系统上分析得到各测点的频响函数，为了消除噪声影响，提高信号信噪比，每组采用 3 次平均。其中频响函数计算采用 H1 方法，即H1(?)?Gfx(?)Gff(?)(1)五、实验数据分析1、原点传递函数和相干函数分析图 1-3 力谱图采用铝质锤帽，激励点位于测点 4 位置，力谱如图 1-3所示。由上面的力谱图可知，整个力谱的 dB 值衰减量在1020dB 之间，是一个理想的脉冲激励力信号。得到的原点传递函数和相干函数如图 1-4、1-5、1-6 所示。图 1-4 DB 形式原点函数频
6、响图图 1-5 幅值形式原点频响函数图篇二：同济大学桥梁工程模态分析实验报告模态分析实验报告1. 试验概述1.1. 试验模型简介模态分析试验所采用的模型为钢质简支梁，截面尺寸为50mm8m，跨径 680mm，简支梁的几何尺寸如图 1-1 所示。图 1-1 钢质简支梁模型几何尺寸图钢质梁的材料参数为：质量密度?7850kg/m3，弹性模量为 E?2.0?105MPa。2. 理论计算等截面简支梁的频率计算公式为：?n?n2?式中：?n 为各阶圆频率，EI 为抗弯刚度，m 为单位长度质量，L 为梁长。由已知数据得：弹(转 载于:www.zaIdian.cOM 在 点 网)性模量：E?2.0?1011
7、Pa 截面抗弯惯矩：I?bh350?83?10?121212?2.133?10?9m4单位质量：m?bh?7850?50?8?10?6?3.14kg/m梁长：L?0.68m代入上述公式得圆频率：?n?n2?22?248.787n2?rad/s?频率：?f?n?2?22?39.616n2?rad/s?计算各阶模态频率，如表 2-1 所示：表 2-1 各阶模态频率3. 有限元分析3.1. 梁单元建模Fini Lmesh,all /cle/prep7 Ksel,s,1 /vup,1,z Dk,all,ux Dk,all,uy Et,1,beam3 Dk,all,uz Mp,ex,1,2e8 Ksel
8、,s,2 Mp,prxy,1,0.3 Dk,all,uy Mp,dens,1,7.850 Dk,all,uz B=0.050H=0.008 FiniL=0.680 /soluArea=b*h Antype,2Izz=b*h*h*h/12 Modopt,lanb,7 R,1,area,izz,h Mxpand,7 allselK,1 SolveK,2,0.680L,1,2 FiniLatt,1,1,1 /post1Lesize,all,50 Set,list计算各阶模态频率，如表 3-3 所示：表 3-1 各阶模态频率3.2. 板壳单元建模Fini D,all,uy /cle D,all,uz/
9、prep7 Nsel,s,loc,x,0.680 /vup,1,z D,all,uy D,all,uz Et,1,shell63Mp,ex,1,2e8 FiniMp,prxy,1,0.3 /soluMp,dens,1,7.850 Antype,2R,1,0.008 Modopt,lanb,7 Mxpand,7 Blc4,-0.050/2,0.680,0.050 allselAatt,1,1,1 SolveEsize,0.008Amesh,all Fini/post1Nsel,s,loc,x,0 Set,listD,all,ux计算各阶模态频率，如表 3-3 所示：表 3-2 各阶模态频率3.3
10、. 实体单元建模Fini Lsel,s,length,0.050 /cle Lesize,all,10/prep7 Lsel,s,length,0.008 /vup,1,z Lesize,all,1 Vatt,1,1, Et,1,solid45 Vmesh,all Mp,ex,1,2e8Mp,prxy,1,0.3 Nsel,s,loc,x,0 Mp,dens,1,7.850 D,all,ux D,all,uy Blc4,-0.050/2,0.680,0.050,0.008 D,all,uzLsel,s,length,0.680 Nsel,s,loc,x,0.680 Lesize,all,100 D,all,uy计算各阶模态频率，如表 3-3 所示：表 3-3 各阶模态频率4. 试验模态分析4.1. 几何结构和节点设置图 4-1 模态几何结构和节点分布图4.2. 模态频率和阻尼试验测试所得钢质梁各阶模态频率和阻尼如表 4-1 所示。表 4-1 模态频率和阻尼同济大学 土木工程学院桥梁与隧道工程4.3. 各阶模态4.3.1. 第 1 阶模态4.3.2. 第 2 阶模态4.3.3. 第 3 阶模态4.3.4. 第 4 阶模态 图 4-2 第 1 阶模态图 图 4-3 第2 阶模态图 图 4-4 第 3 阶模态图篇三：机械结构模态分析实验报告 1机械结构实验模态分析实验报告
