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模态测试分析系统

来源: 发布时间:2017/04/28

前面我们通过实验视频和数值模拟的结果积累了对结构自由振动及阵型的感性认识。YJS-HJ-Ⅰ型模型振动平台主要用于完成直观演示结构自振频率小于40Hz的低阶阵型,可使结构动力实验现象和结果生动、直观地展现在学生面前,既可以培养学生对结构振动的感性认识,也可以诱导学生进行相关理论探究,掌握实际工程中模态拾取的实际方法。这种方法对于观测低阶阵型是非常直观有效地,但对于高阶阵型一方面自振频率较高,不容易通过共振来直观显示振动模态,另一方面高阶振型振动形式比较复杂且频率高,一般会超过人肉眼的分辨率。所以,这里可以通过模态测试教学系统除了需配备模型振动平台外,还需配备数据采集及模态分析系统以完成高阶自振频率和模态的测试。

模态分析系统由三部分组成:1.激振系统:使得系统振动。2.测量系统:用传感器测量实验对象的各主要部位上的位移、速度或加速度振动信号。3.分析系统:将采集到的激励信号和响应信号经过数模转换记录到计算机中,用软件系统识别振动系统的模态参数。为实现对结果振动信息的拾取,配置DH5922动态信号测试分析系统。该系统由动态信号测试分析系统硬件、动态信号测试分析系统软件包以及传感器及附件三部分组成。

动态信号测试分析系统硬件由DH5922机箱、DH5922-1数据采集卡、DH3810-1应变适调器、DH5855-1电荷适调器及力锤装置组成,主要用于动态信号的采集。数据采集卡可以实现差动输入、电压放大、ICP供电、截止频率可调的低通滤波器、模拟+DSP数字抗混滤波、每通道独立的16位A/D和DSP信号处理,所有通道并行工作时,每通道最高采样频率128kHz, 最高分析频响50kHz,进口接插件。应变适调器可以实现以电桥方式为基础的传感器输出信号的适调,自动平衡,桥路方式程控切换,桥路自动校准等功能。电荷适调器是输出电量为电荷的压电式传感器输出信号的适调器,满度值按105pC和103pC分档切换,频响DC~100 kHz,采用进口接插件,可进行二次模拟积分。

动态信号测试分析系统软件包由DHDAS控制软件、DHDSP基本分析软件以及DHDMA实验模态分析软件三部分组成。控制软件包主要实现参数设置、功能控制、数据管理、报告输出等功能,常用DSP软件包主要实现FFT分析、传递函数FRF分析、相关分析、概率密度与分布、倒频谱、长数据连续记录及回放分析等功能,模态分析软件包主要用于频响函数法(简称测力法,FRF法)、环境激励法(简称不测力法,ODS法)和MIMO多入多出频响函数分析等。

传感器主要配置不同量程、不同频响范围的内置阻抗变换器加速度计(IEPE),可以实现磁吸座、螺栓、胶粘三种不同的安装方式。

实际实验时,可以通过锤击法,得到一个脉冲信号,由于脉冲激励与一定带宽的随机激励具有相似的力谱,从而能1次激出在此频带内的各阶模态。用加速度和力信号的采集与处理,可实时得到结构的传递函数矩阵,进而得到结构的各阶自振频率和阵型。

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