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2017年5月23日

試驗模態分析的測試系統

隨著測試儀器、計算機技術、軟件技術的飛速發展，動態試驗中，功能強大的以計算機為主體的試驗分析系統逐步取代了依賴于專用信號分析儀的傳統的試驗分析系統，且功能更強大、靈活。為以計算機為主體結構的模態特性試驗分析系統硬件，如圖3.2所示，主要有以下三個分系統組成

2017年5月23日

機床動態特性研究的方法

理論與試驗相結合的方法把機械結構有限元理論模態分析的正過程和試驗模態分析的逆過程有機地結合起來，并根據實際需要交替反復應用，從而實現了機械結構的動力修改至動態優化設計的全過程，以求得系統最優的數學模型及其最優的動態特性模態分析，稱為理論——試驗模態分析。該方法進一步擴大了前兩種方法工程應用的范圍并顯著提高其工程應用的效果，己成為目前的發展方向。

2017年5月23日

VMC1060型立式加工中心試驗模態分析-論又研究的內容及目的

本論文以1060型立式加工中心進行研究，該加工中心為立式床身式結構，進給軸為X、Y、Z三座標控制， ******快移速度達20m/min(Z軸：15m/min);主軸為伺服電機動力驅動，功率為 7.5/11Kw，最高轉速達8000rpm;采用臺灣進口上銀雙螺母預壓C3級滾珠絲杠和重載精密滾動直線導軌，絲杠兩端采用預拉伸機構，大大消除了熱變形對機床精度的影響，機床定位精度達±0.0〇5mm，重復定位精度達±0.003mm;采用進口臺灣刀庫，容量16-24把可選，換刀準確可靠，最快換刀時間小于2.5秒；機床數控操作系統可以客戶自選，機床能夠實現對各種盤類、板類、殼體、凸輪、模具等復雜零件一次裝夾，完成鉆、銑、鏜、擴、鉸、攻絲等多種工序加工，適合于多品種、中小批量產品的生產，對復雜、高精度零件的加工更能顯示其優越性；機床如配置第四、五軸，可實現對復雜回轉類零件的高效、高精自動化加工。機床適合航空航天、軍工國防、汽車摩托車、工程機械、制冷石化、機車車輛等行業的中小型零件的高效、高精自動化加工。

2017年5月23日

模態分析基本理論

模態分析理論是一門融振動理論、信號分析、數據處理、數理統計及自動控制理論于一體的綜合，并結合自身內容的發展，形成的一套獨特的理論。模態分析實質上是一種坐標變換[22][23]t24][25]。其目的在于把原物理坐標系統中描述的相應向量轉換到“模態坐標系統”中來描述。在物理坐標系統中，彈性力和阻尼力往往和兩座標的相對位移與相對速度有關，即對應的矩陣為非對角陣，對于有成千上萬自由度的系統，解非對角陣（或耦合方程）既費時又會產生很大誤差。向量并不一定正交，而模態坐標中的正交向量能更好地反映結構特性。模態試驗就是通過對結構或部件的試驗數據的處理和分析尋求其“模態參數”的。主要應用有：

2017年5月23日

試驗模態分析基本步驟

這是試驗模態的關鍵一步，所測量得到的數據的準確性和可靠性直接影響到模態試驗的結果。在某一激振力的作用下被測系統一旦被激振起來，就可以通過測試儀器測量得到激振力或響應的時域信號，通過數學手段將其轉化為頻域信號，就可以得到系統頻響函數的平均估計，在某些情況下不要求計算頻響函數，只需要時間歷程就可以了。

2017年5月23日

分析分量法及導納圓分析法

由于試驗條件的關系，本文采用頻域識別的方法對機床的模態參數進行識別，下面簡單介紹在頻域中的一些模態參數識別方法。分量分析法就是將頻響函數分成實部和虛部分量進行分析，式(2-15)是基本公式，它是一種圖解法，即從曲線上直接找出有關參數。

2017年5月23日

Polymax 法及小結

本章簡單介紹了模態試驗的相關理論和模態分析的基本步驟，包括模態分析理論與試驗模態分析理論，揭示了傳遞函數與模態參數之間的關系。重點介紹了從傳遞函數到得到模態參數的識別過程的理論基礎。

2017年5月23日

線性定常假設的檢驗

本章從試驗模態分析的整體觀點出發，先討論了激勵系統、力傳感器和運動傳感器、測試與分析系統以及具體試驗設計的一些基本問題。不同的測試與分析系統，它們在性能、靈活性、大小和價格等方面是有區別的，需要試驗設計者根據不同的需要進行選取。在確定了模態分析與測試系統后，設計模態分析試驗時，試驗工程師應當利用盡可能多的信息。從這一觀點出發，傳遞函數的測試這一部分主要討論了正確選擇響應點和激勵點的一些理論和方法;信號采集過程中的一些參數設置，以及針對不同試驗結構的頻段選取。本章的試驗模態分析技術為后面具體的機床模態試驗設計奠定了基礎。

2017年5月23日

試驗模態分析技術

實驗模態分析方法可以分為頻響函數法（簡稱測力法）和環境激勵法（簡稱不測力法）兩種，所謂測力法就是在試驗過程中需要同時測量激勵力和響應的方法。經典的測力法是利用頻域的頻響函數（FRF)或時域的脈沖響應函數（IRF) 對模態參數進行估計。頻響函數是響應和力的傅里葉變換之比，而脈沖響應函數也要先測得頻響函數然后經傅里葉逆變換（IFFT)獲得。因此，測力法必須利用帶測力計的激振器或力錘施加可測量的激勵力。測力法可以估計所有的模態參數，包括固有頻率、模態振型、模態阻尼或阻尼比、模態質量和模態剛度，而且精度較高。

2017年5月23日

頻響函數的測試

模態試驗中，試驗夾具和支承系統的設計與驗證相當重要。當發現夾具和支承系統的動態特性對所試驗結構有明顯影響時，應將試驗對象連同夾具一起作為整體進行動態分析。隨著試驗對象結構愈來愈大，要設計一個具有理想界面或與試驗對象藕合較小的夾具也愈來愈困難，費用也相當昂貴，有的需從試驗方法(如慣性質量界面和殘余柔度)去解決這些矛盾。