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1、模态分析B&KChina褚志刚BA7679-16,1引言当今需求：运行的速度越来越快对燃油经济性要求越来越高结构越来越轻量化这些需求要求降低结构重量结果：结构变得越来越“弱”共振频率向激励得频率范围移动，NVH问题变得突出由于动态载荷得存在结构将更容易“失效”BA7679-16,2模态测试什么是模态分析为什么做模态测试怎么做模态测试Brüel&Kjær的解决方案BA7679-16,3模态参数理论分析人员利用有限元建实验分析人员利用模态测试模来获得来获得:–特征值–固有频率–(阻尼)–阻尼比–特征向量–模态振型AmplitudeFi
2、rstModeSecondModeThirdModeBeamForceBA7679-16,4有限元vs测试模型MACBA7679-16,5在模态测试的基础上。。。有限元建模预测测试模型模态测试FEM阻尼数据测试模态模型的结果曲线有效性对比和验证验证拟合验证更新最终模型仿真预测:故障诊断“假如。那么。。”BA7679-16,6模态测试什么是模态分析为什么做模态测试怎么做模态测试Brüel&KjærBrüel&Kjær的解决方案BA7679-16,7为什么做模态测试改进有限元模型–在原形样机上通过测试进行验证–通过引入阻尼来改进有限元模型故障
3、诊断–降低过大的振动水平–确保共振远离激励频率仿真“假如。则。。”–确定载荷–复杂激励下结构的响应–结构动力学修改结构综合分析–预测组装子部件或总成的动力学行为模态测试首先利用在飞机工业今天也广泛的应用于汽车工业和许多其他工业BA7679-16,8故障诊断频率响应函数HighresponsesHighresponses运行时的振动响应BA7679-16,9SDMandFRS(基于验证的模态模型)仿真“假如。则。”结构动力学修改（StructuralDynamicsModification）质量修改刚度修改动力吸振器移动共振频率Hi
4、ghresponseHighresponseLowresponseLowresponse强迫响应仿真分析Previous当结构受到一个或者多个激励时动力response学行为会怎样？BA7679-16,10模态测试什么是模态分析为什么做模态测试怎么做模态测试Brüel&Kjær的解决方案BA7679-16,11怎么做模态测试1.建模建立几何模型定义自由度确定测量方向2.测量频率响应函数力锤或者激振器激励定义相干函数,自谱等用于验证3.曲线拟合频率阻尼留数(模态振型)4.验证MAC(MAC(模态置信准则)模态置信因子相
5、位分布模态参与因子........BA7679-16,12频率响应函数[m/s瞉Time(Response)-InputWorking:Input:Input:FFTAnalyzer80400-40-80FFT040m80m120m160m200m240m[s]OutputFrequencyDomainTimeDomain[m/s瞉Autospectrum(Response)-InputWorking:Input:Input:FFTAnalyzer101Inverse100m[(m/s?/N]FrequencyResponseH1(Res
6、ponse,Excitation)-Input(Magnitude)[(m/s?/N/s]ImpulseResponseh1(Response,Excitation)-Input(RealPart)Working:Input:Input:FFTAnalyzerWorking:Input:Input:FFTAnalyzer10mFFT2k101m1k02004006008001k1,2k1,4k1,6k1,4k1,6k[[]Hz]0100m-1k[N]Autospectrum(Excitation)-InputWorking:Input:In
7、put:FFTAnalyzer-2k102004006008001k1,2k1,4k1,6k1,4k1,6k040m80m120m160m200m240mInput[Hz][s]100m10m1m100uFrequencyImpulse02004006008001k1,2k1,4k1,6k1,4k1,6k[Hz]ResponseResponseFunctionFunction[N]Time(Excitation)-InputWorking:Input:Input:FFTAnalyzerWorking:Input:Input:FFTAnalyz
8、er200FFT100OutputMotionResponse0-100H()===-200InputForceExcitation040m80m120m160m
