由于试验条件的关系,本文采用频域识别的方法对机床的模态参数进行识别, 下面简单介绍在频域中的一些模态参数识别方法。
分量分析法就是将频响函数分成实部和虚部分量进行分析,式(2-15)是基本 公式,它是一种图解法,即从曲线上直接找出有关参数。
由式(2-14)可知,在某一频率下的传递函数为各阶模态传递函数的叠加。当 激振频率w趋近于第r阶模态的自然频率时,则该阶模态在传递函数中起主导作 用,称为主导模态,在主导模态附近其它模态的影响比较小,特别是当模态密度 不是很大时,即各阶模态相距较远时,其它模态的传递函数数值很小,且曲线比 较平坦,几乎不随频率而变化,因此其余模态的影响可用•复常数Hc■来表示,当 〇)在以的邻域内时,(2-15)式可写成
分量分析法在系统模态密度不高时,具有足够的精度,但是由于它仅利用了 频响函数曲线峰值点的信息来确定模态参数,当峰值点有误差时,识别精度将会
受到影响[38]。
这是一种比较经典的方法。许多动态信号分析仪在频响函数测量后都能显 示Nyquist图,也就是导纳圆图,所以它也是比较直观的方法。对单自由度 系统或模态耦合不很紧密的自由度系统,这种方法能取得比较满意的结果。
对具有结构阻尼的单自由度系统,其位移导纳在复平面上构成一个圆。对粘 性阻尼单自由度系统,若阻尼系数较小,其频响函数矢量端轨迹亦近似为圆。在 实际工程应用中,大多数结构都是多自由度系统,为此可在某阶模态频响函数共 振峰值附近选项取6-10个频率点,即所谓截取某阶模态为单模态系统,从而应用 导纳圆理论。
即使对于单自由度系统,由于模态测试等方面不可避免的误差,频响函数矢 端轨迹不一定都落在理论圆上。为此必须找出一个理论圆,使此圆上各相应点的 数值与实测值之间的误差最小,即采取所谓曲线拟合法。
这里的讨论只涉及到单一模态,实际上多自由度系统的导纳圆由于各模态间 的叠加,会在多平面上产生平移或旋转,且由于存在多个模态,同一测点上的频 响函数会形成多个导纳圆,它们不一定是完整的圆,而是几个弧段,各阶模态对 应有一个弧段,因此可根据第一个弧段拟合一个圆,然后根据各拟合圆,按单模 态的情况分别识别对应的模态参数。
上面讨论的是结构阻尼的情况,对于粘性阻尼,系统的频响函数在复平面上 缓出Nyquist图则不是一个圆,但在小阻尼或固有频率附近,其Nyquist图仍接近 于一个圆,因此对其各阶固有频率附近的频响函数测量值,仍可按上述方法进行 参数识别。
导纳圆识别方法不仅利用频响函数峰值点的信息,而且利用固有频率附近很 多点的信息,即使没有峰值信息,仍然可以求出固有频率。这样可避免峰值信息 误差所造成的影响。但是该方法在模态密集时误差较大,因为导纳圆法仍然是建 立在主导模态基础上的。
本文采摘自“VMC1060型立式加工中心试验模态分析”,因为编辑困难导致有些函数、表格、图片、内容无法显示,有需要者可以在网络中查找相关文章!本文由伯特利数控整理发表文章均来自网络仅供学习参考,转载请注明!
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