3.1试验模态分析的测试系统
随着测试仪器、计算机技术、软件技术的飞速发展,动态试验中,功能强大 的以计算机为主体的试验分析系统逐步取代了依赖于专用信号分析仪的传统的试 验分析系统,且功能更强大、灵活。为以计算机为主体结构的模态特性试验分析 系统硬件,如图3.2所示,主要有以下三个分系统组成
(1) 激励分系统
(2) 测量分系统
大多数振动试验系统都需要一个装置使试验对象产生某种振动,这种装置根 据是否与结构相连接,可分为连接式与非连接式。连接式激励中,最典型的装置 是由一个或几个放置在地面上(或固定在支架上)的激振器与试验对象连接起来组 成或是激振器只与结构相连接。在上述这些情况下激振器对结构的动态特性有一 定程度的影响。另一些情况下采用非连接式激励:激励装置与对象不相连,力 锤激励就是最熟悉的例子。有时可以给结构预加一个静载荷,突然释放这个预载 荷会产生一个阶跃输入力。此外,声激励和磁激励也属于连接激励。
固定式激励系统常用激振器目前应用最为广泛的主要有电动激振器和电动液 压式激振器。电动激振器是一种最为流行的激振器,输入信号通过置于磁场中的 线圈,当信号电流交变时,线圈因受到交变力的作用而运动。通过动圈的连接装 置驱动测试结构,从而产生振动。这类装置的电阻抗是随动圈运动的幅值而变化 的。这种激振器可良好地工作在30Hz-50kHz的范围内。电液激振器利用液压原 理进行功率放大,以产生很大的激励力。且能既加静载又加动载荷,整个机构较 为复杂,价格昂贵,一般在较低频率范围激励及需要较大激励力的情况下应用。
激振器给试验对象的附加质量对结构的振动特性总会有一定程度的影响。一 般,激振器与结构之间的连接是通过单向力传感器实现的,为了有效地测量激振 力,要确保在力测量的方向去激励结构(如用拉压测力计时不要对结构施加弯矩)。
因此,激振器和试验对象之间的连接应当在测量方向上是刚性的,而在所有 其他方向上是很柔性的。此外、激振器可能对结构附加一定的质量、阻尼和刚度。
非固定式激励系统最重要的优点是不给结构附加任何质量,因而不会影响试 验对象的动特性。最常见的例子就是力锤激励,另外还有预载一释放激励,声激 励和磁激励等。对试验对象进行激励的目的是在规定频率范围内产生一定量级的 力。例如用力锤输入一个冲激,就会产生较为光滑地延伸到指定频率的力。锤子 和力传感器结合在一起构成一件仪器,即力锤。激振力的能量量级和频率展宽取 决于操作者用力的大小、力锤的重量、锤头的硬度以及结构上被敲击点的可塑性。
输入力越接近S脉冲(持续时间为零,力幅度无限大,冲量为一个单位),激出 来的基带频展就越宽。锤头硬,锤的质量小,试验对象表面硬,则力锤与试验对 象之间的接触时间就短,这样激励信号就接近于6脉冲,激出的基带频展将达到 很高的频率(比如lOKHz;)。锤子重,锤头软,接触时间就会加长,这样可以激出 较低的频率来。极端情况,用锤激法可以激励共振频率很低的重型结构如建筑物、 火车、船舶、地基等等。
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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