振动系统各阶固有频率及模态测试探究性实验设计
振动系统各阶固有频率及模态测试探究性实验设计
振动系统各阶固有频率及模态测试探究性实验设计频率是很多物理系统都具有的特性之一，而在机械领域中，振动系统的频率则更加重要。
在机械系统中，振动会给设备带来各种问题，如噪声、磨损和破坏等。
因此，正确测量振动系统的固有频率及模态是非常重要的。
实验目的本实验旨在通过对机械系统的振动测试，显式各阶固有频率及模态。
最终得到系统的振动状况，以便确定系统的运动模式及其特征。
实验原理在振动系统中，每个固有频率都代表着一种运动模式。
为了测试系统的固有频率及模态，可以利用加速度传感器和数据采集设备来测量系统在不同频率下的振动状况，并利用傅里叶分析法将多个周期的信号转换成频域信号，以得到振动系统的固有频率及模态。
实验步骤以下是具体的实验步骤：1. 将振动系统连接到一个加速度传感器，并将传感器的输出连接到数据采集设备。
2. 按照设备制造商的说明书，设置信号记录参数。
包括采样率、采集时间、高/低通滤波器的设置等。
3. 开始记录信号，并将系统激励到不同的频率。
可以使用一个简单的振荡器来实现此功能，或者手动调整振动系统的某些参数以改变其频率响应。
4. 记录一段时间后，通过数据采集软件将测试数据导出为csv格式，并进一步将其转换为matlab文件。
5. 在matlab中，将信号进行傅里叶变换以得到频域信号，并从中找出每个固有频率。
6. 将找到的固有频率与振动系统的运动模式相对应，确定每个频率的模态。
7. 通过对每个模态的特征分析，得出系统的整体振动状况。
实验注意事项以下是实验中需要注意的要点：1. 确保使用的加速度传感器能够在测试频率范围内工作。
2. 在设置数据采集参数时，需要确保其能够滤除系统本身的噪声，以防止误差的产生。
3. 对于高阶模态，信号的振幅通常会降低，因此需要采用更高的增益或更敏感的传感器。
4. 准确的实验结果需要多次测量和建模来验证。
结论通过对系统的各阶固有频率及模态的测试，我们可以得出一个系统的振动特征，并能够判断其正常运行状态。
振动系统各阶固有频率及模态测试探究性实验设计
振动系统各阶固有频率及模态测试探究性实验设计1. 引言1.1 引言振动系统是指具有振动特性的物体或系统，它们会在外力作用下发生振动。
振动系统的研究对于理解和分析各种物体或结构的振动行为具有重要意义。
在实际工程中，振动系统的研究和分析通常会涉及到固有频率和模态测试。
固有频率是指一个振动系统在没有外力作用下自发振动的频率。
固有频率的大小与系统的质量、刚度和阻尼等因素有关，它反映了系统振动的特性和稳定性。
固有频率的测定对于系统的性能分析和设计优化具有重要意义。
模态测试是一种用于测定振动系统各阶固有频率和振动模态的方法。
通过模态测试可以获得系统各个振动模态的振幅、相位和频率等信息，从而帮助分析系统的振动特性和优化设计。
本实验旨在探究振动系统各阶固有频率及模态的测试方法和实验设计。
通过实验可以深入理解振动系统的工作原理和特点，为实际工程应用提供参考。
在本文中，将介绍振动系统的概念和特点、固有频率的含义和重要性、模态测试的意义和方法、实验设计的步骤和要点以及实验结果分析与讨论，旨在全面了解振动系统的性能和优化方法。
2. 正文2.1 振动系统的概念和特点振动系统是由质量、弹簧和阻尼器构成的物理系统，当外力作用于系统时，系统会发生振动。
振动系统具有以下特点：振动系统具有固有频率，即系统在没有外力作用下的自然频率，这取决于系统的质量和弹性系数；振动系统可能出现共振现象，即在外力频率接近系统的固有频率时，系统会受到更大的振幅影响；振动系统具有不同的模态，即系统在不同方式振动时呈现不同的振动模式。
振动系统的概念和特点对于工程领域具有重要意义。
通过对振动系统的研究，可以更好地了解系统的动态特性，预测系统的振动响应，并设计有效的振动控制措施。
振动系统的特点也直接影响到系统的性能和稳定性，在工程实践中需要认真考虑和分析。
在进行振动系统的实验设计时，需要充分考虑系统的特点，合理选择实验方法和参数，以获取准确和可靠的实验数据。
振动系统固有频率的测试
振动系统固有频率的测试实验指导书一．实验目的1．学习振动系统固有频率的测试方法；2．了解DASP-STD软件；3．学习锤击法测试振动系统固有频率的原理与方法；（传函判别法）二．实验仪器及简介ZJY-601T型振动教学实验台，ZJY-601T型振动教学试验仪，采集仪，DASP-STD（DASP Standard 标准版）软件，微机。
１．ZJY-601T型振动教学实验台：主要由底座、桥墩型支座、简支梁、悬臂梁、等强度梁、偏心电动机、调压器、接触式激振器及支座、非接触式激振器、磁性表座、减振橡胶垫、减振器、吸振器、悬索轴承装置、配重锤、钢丝、圆板、质量块等部件和辅助件组成。
与ZJY-601T型振动教学实验仪配套，完成各种振动教学实验。
它以力学和电学参数为设计出发点，力学模型合理，带有10种典型力学结构，多种激振、减振和拾振方式。
力学结构有：两端简支梁、两端固支梁、等截面悬臂梁、等强度悬臂梁（变截面）、复合材料梁、圆板、单自由度质量－弹簧系统、两自由度质量－弹簧系统、三自由度质量－弹簧系统、悬索。
激励方式有：脉冲锤击法、正弦激励（接触、非接触式）、正弦扫描（接触、非接触式）、偏心质量、支承运动。
减振和隔振有：主动隔振、被动隔振、阻尼减振、动力减振（单式）、动力减振（复式）。
传感器类型有：压电加速度传感器、磁电式速度传感器、电涡流位移传感器、力传感器（力锤中）。
２．ZJY-601T型振动教学试验仪：由双通多功能振动测试仪、扫频信号发生器、功率放大器组成，并集成了数据采集器，可连接压电式加速度传感器、磁电式速度传感器或电涡流传感器，对被测物体的振动加速度、速度和位移进行测量。
可将每个通道所测振动信号转换成与之相对应的0~5V AC电压信号输出，供计算机使用。
扫频信号发生器的输出频率在手动档时，可通过旋钮在0.1~1000Hz范围内连续调节；在自动档时，可从10到1000Hz自动变换，扫频时间可由电位器控制，3s~240s连续可调，激振频率可由液晶显示器显示。
振动系统各阶固有频率及模态测试探究性实验设计
振动系统各阶固有频率及模态测试探究性实验设计振动系统是工程中常见的一个重要组成部分，其性能直接关系到工程结构的安全稳定性。
而振动系统各阶固有频率及模态测试是探究系统振动特性的重要手段之一。
本文将从实验设计的角度出发，探讨振动系统各阶固有频率及模态测试的探究性实验设计。
一、实验目的本实验旨在通过振动系统各阶固有频率及模态测试，探究振动系统的振动特性，研究不同频率下振动模态的特点，为工程结构的设计和优化提供重要参考。
二、实验原理1. 振动系统固有频率振动系统在受到外力作用下会产生振动，而振动系统固有频率是指在没有外力作用下，系统自身固有振动的频率。
振动系统的固有频率是由系统的质量、刚度和阻尼决定的。
2. 模态振动系统的模态是指在不同固有频率下的振动状态。
不同模态的振动状态是系统振动特性的重要表现，对于工程结构的分析和优化具有重要意义。
三、实验装置1. 振动台：用于产生模拟振动载荷的设备，可通过控制振动参数进行实验。
2. 加速度传感器：用于测量振动系统的加速度，获取振动参数。
3. 频谱分析仪：用于对振动信号进行频谱分析，获取不同频率下的振动特性。
4. 数据采集系统：用于采集实验数据，并对数据进行处理分析。
四、实验步骤1. 实验准备将振动台、加速度传感器、频谱分析仪和数据采集系统连接好，并进行调试确认设备正常工作。
2. 确定实验条件根据实际情况确定实验需要测量的振动系统的振动参数和测试频率范围。
3. 实验测量在不同频率下进行振动系统的固有频率和模态测试，记录振动台产生的振动参数和加速度传感器测量到的振动信号。
4. 数据处理分析将采集到的数据进行处理分析，通过频谱分析仪得到不同频率下振动系统的振动特性，比较不同频率下的振动模态，分析振动系统的振动特性。
五、实验注意事项1. 实验过程中要注意设备的安全操作，避免因振动带来的意外伤害。
2. 实验数据采集要准确可靠，避免因测量误差对实验结果产生影响。
3. 实验结束后要及时将设备进行清理和封存，确保设备的长期使用。
振动系统各阶固有频率及模态测试探究性实验设计
振动系统各阶固有频率及模态测试探究性实验设计振动系统是工程领域中一个非常重要的研究领域，对于其各个阶固有频率及模态的测试探究性实验设计，是一项非常具有挑战性和科学意义的工作。
本文将从振动系统的基本理论入手，结合实验设计的步骤和方法，详细探讨振动系统各阶固有频率及模态测试的实验设计。
一、振动系统的基本理论1. 振动系统的定义振动系统是指在一定约束条件下，物体或者系统在平衡位置附近作有规律的往复或者周期性的运动。
振动系统一般由质量、弹簧和阻尼器组成，其中质量决定了振动系统的惯性，弹簧则决定了系统的弹性，阻尼器则决定了能量的损失。
振动系统的固有频率是指在无外部干扰情况下，系统自由振动的频率。
对于自由振动的振动系统来说，其固有频率是一个系统的特征参数，可以通过系统的质量、弹性和阻尼来决定。
3. 模态振动系统的模态是指系统在固有频率下振动时呈现的特定振动形式。
一个振动系统可以对应多个模态，每个模态对应一个固有频率和振动形式。
1. 实验目的本实验旨在通过对振动系统各阶固有频率及模态的测试，了解振动系统的特性，深入理解振动系统的固有频率和模态对系统性能的影响，并通过实验数据对振动系统的特性进行分析。
2. 实验装置与工具本实验需要的主要装置包括振动台、激励器、加速度传感器、振动信号采集系统、计算机等。
主要工具包括扳手、螺丝刀、电缆等。
3. 实验步骤（1）准备工作对振动系统进行准备工作，包括校准仪器、调整振动台和激励器的位置，设置振动信号采集系统参数等。
（2）测量振动系统的固有频率采用激励器对振动系统进行激励，通过加速度传感器采集振动系统的振动信号，并通过振动信号采集系统进行信号采集和分析，得到振动系统的各阶固有频率。
4. 实验数据处理与分析5. 结果与讨论三、实验注意事项1. 在进行振动系统的实验时，要注意仪器设备和实验环境的稳定和准确，确保实验数据的准确性和可靠性。
2. 在进行振动系统的激励和测量时，要注意安全防护，防止对人员和设备的损坏。
实验三 振动系统固有频率的测量
3
ω<ωn
（四） 、自谱分析法
1、安装仪器 2、开机 析模式。 3、测量 用力锤击简支梁中部，就可看到时域波形，点鼠标右键信号选择，选择自功率 把加速度传感器安放在简支梁上，输出信号接到振动测试通道 1-1 通道。
打开仪器电源，进入 DAS2003 数采分析软件，设置各项运行参数，选择频响分
谱，就可得到自功率谱曲线，第一个峰就是系统的第一阶固有频率。后面的几个峰是系统的 高阶频率。移动传感器或用力锤敲简支梁的其他部位，再进行测试，记录下各阶固有频率。
cx kx f t mx
1
令： f t B sin t
方程的特解，即强迫振动为： x t A sin t 式中:
B 1 B 2 2 m 2 2 2 k n n 2 , arctan 其中： 2 n 1 A 1
图 5-4
ω=ωn
ω>ωn
用加速度判别法共振的利萨如图形（3）频率响应法（传函判别函数判别法——动力放大系数判别法） 在线性系统假设情况下，激振力为输入，测量信号（响应）为输出，通过传函分析,得 到系统固有频率。 响应与激振力之间的关系可用导纳表示：
A 1 B k
1
2 1 2 2 2
图 5-3
ω=ωn
用速度判别法共振的利萨如图形
ω>ωn
振动系统各阶固有频率及模态测试探究性实验设计
振动系统各阶固有频率及模态测试探究性实验设计一、实验目的2、熟悉振动测试系统的使用和操作方法。
3、了解振动系统的不同模态振动特性。
二、实验原理振动系统的固有频率与系统的质量、刚度、阻尼等参数有关。
当系统在某一固有频率下受到外力作用时，振动幅值会随时间增加，直到系统达到稳态振动。
固有频率越高，振动幅值变化的越快，振幅也越小。
振动系统的模态是指系统在不同的初始状态下的振动形态。
振动系统的自由振动方程为：$$m\frac{d^2u}{dt^2}+c\frac{du}{dt}+ku=F$$其中，m为系统质量，c为系统阻尼系数，k为系统刚度，F为外力。
固有频率随系统质量的增加而减小，随系统刚度的增加而增大。
通过振动系统的模态测试，可以得到系统在不同模态下的振动形态，根据振动系统的固有频率，可以确定每一个模态的固有频率。
三、设备与材料1、振动测试系统2、加速度计和激光测振仪3、计算机和数据采集仪4、支撑架、震动台和测距仪5、振动控制器四、实验步骤1、将振动系统安装在支撑架上，调整系统的初始状态。
2、将加速度计或激光测振仪安装在系统上，进行振动测试。
3、利用计算机和数据采集仪记录系统的振动数据，包括振幅、振动频率等。
4、通过振动测试数据和振动控制器计算出系统的固有频率和模态。
5、对系统进行不同工况下的测试，比较在不同工况下的固有频率和模态。
五、实验注意事项1、使用振动测试系统要注意安全，避免超载和损坏系统。
2、在测试过程中要记录系统的振动数据，保证数据的准确性。
3、在测试前要对系统进行调整和预处理，保证测试结果的准确性。
4、在测试时要避免干扰源和背景噪声的影响，保证测试的准确性。
六、实验结果分析通过对振动系统的固有频率和模态测试，可以得到系统的固有频率及模态的具体数值，进一步了解系统的振动特性和性能。
此外，在不同工况下，由于系统参数的变化，系统的固有频率和模态也会有所不同，通过比较不同工况下的测试结果，可以得到系统参数对固有频率和模态的影响程度。
实验一多自由度系统各阶固有频率及其主振型的测定试验
实验一多自由度系统各阶固有频率及其主振型的测定试验一、实验目的实际工程中的许多振动都可以简化抽象为由两个及两个以上的独立坐标来描述的振动模型。
这就是多自由度系统振动问题。
本实验对两个和三个自由度系统振动问题进行测试分析，主要目的：1、学会用共振法测定多自由度系统各阶固有频率的基本技术与方法。
2、了解和熟悉多自由度系统振动的各阶振型。
3、初步学会分析和处理理论解与实验结果之间误差的方法。
二、基本原理实验模型是将两个或三个集中质量钢块固定在钢丝绳上，用不同的重量的质量块G来调整钢丝绳的张力（见图1-1 （a ）所示），固定在钢丝绳上的集中质量钢块在铅垂平面内沿垂直方向运动时，钢丝绳的张力相当于一个弹簧，忽略钢丝绳的质量，则整个系统就可以简化为多自由度系统振动的力学模型（如图1-1（ b ）所示）。
L / 3L / 3L / 3(b)图1-1 多自由度系统振动及其简化力学模型振动系统有多少个自由度， 简谐力的激励，系统发生振动， 一阶固有频率相同时， 系统就发生共振响应， 振型，而其它振型的影响可忽略不计。
固有频率。
在测定系统振动的固有频率时， 从理论上讲就应当有同样多的固有频率。
如果振动系统受到则振动响应是其主振型的叠加。
当激振力的频率与系统的某这时候系统的振动响应就是这阶固有频率的主阶振型且振幅最大时，此时的激振频率即为该阶固有频率, 频率。
n 个自由度系统振动微分方程为因此，可以利用这种共振现象来判定多自由度系统的 从低频到高频连续调整激振频率，当系统出现某M X CX KX = F(1-1)式中：M 为质量矩阵、C 为阻尼矩阵、K 为刚度矩阵、 向量。
为了讨论n 个自由度系统振动的固有频率和主振型， 方程为X 为位移列向量、F 为激振力列不考虑阻尼和外力，则其振动微分M X KX =0根据微分方程组和模态分析理论，假定系统的自由振动响应为(1-2)质 量 块GX 2m 2'X 1X i = i si n(t • v)(i = 1,2,…，n)(1-3 )X 2根据（1-5 ）式，可得系统频率行列式展开上式即得频率方程解之得系统的固有园频率2由上式可知，■即」的两个根都是实数，而且都是正数。
实验六固有频率测试实验
实验六振动系统固有频率的测试一、实验目的1 、学习振动系统固有频率的测试方法 2 、学习共振动法测试固有频率的原理和方法幅值判别法和相位判别法3 、学习锤击法测试振动系统固有频率的原理和方法传函判别法4 、学习自由衰减振动波形自谱分析法测试振动系统固有频率的原理和方法。
自谱分析法?? 实验仪器安装示意图三、实验原理对于振动系统经常要测定其固有频率最常用的方法就是用简谐力激振引起系统共振从而找到系统的各阶固有频率。
另一种方法是锤击法用冲击力激振通过输入的力信号和输出的响应信号进行传函分析得到各阶固有频率。
1 、简谐力激振由简谐力作用下的强迫振动系统其运动方程为方程式的解由x 1 x2 这两部分组成x 1 C 1 cos ω D tC 2 sin ω D t 式中ω D ω C 1 、C 2 常数由初始条件决定X 2 A 1 cos ω e tA 2 sin ω e t 其中X 1 代表阻尼自由振动基X 2 代表阻尼强迫振动项。
自由振动周期强迫振动项周期由于阻尼的存在自由振动基随时间不断得衰减消失。
最后只剩下后两项也就是通常讲的定常强动只剩下强迫振动部分即通过变换可写成xAsin ω e t- 式中设频率比ε D ω 代入公式则振幅滞后相位角因为q/ ω 2 F 0 /m/K/mF 0 /Kx st 为弹簧受干扰力峰值作用引起的静位移所以振幅 A 可写成其中β称为动力放大系数动力放大系数β是强迫振动时的动力系数即动幅值与静幅值之比。
这个数值对拾振器和单自由度体系的振动的研究都是很重要的。
当u1 即强迫振动频率和系统固有频率相等时动力系数迅速增加引起系统共振由式xAsin ω e t- 可知共振时振幅和相位都有明显变化通过对这两个参数进行测量我们可以判别系统是否达到共振动点从而确定出系统的各阶振动频率。
1 幅值判别法在激振功率输出不变的情况下由低到高调节激振器的激振频率通过示波器我们可以观察到在某一频率下任一振动量位移、速度、加速度幅值迅速增加这就是机械振动系统的某阶固有频率。
振动系统各阶固有频率及模态测试探究性实验设计
振动系统各阶固有频率及模态测试探究性实验设计1. 引言1.1 研究背景振动系统是工程中常见的重要系统之一，涉及到各种机械结构、航空航天器、汽车、建筑物等领域。
振动系统的性能直接影响着工程结构的稳定性、可靠性和安全性。
在振动系统的设计和优化中，固有频率与模态分析是非常重要的一环。
固有频率是指系统在不受外界激励力作用下自由振动的频率，而模态分析则可以描述结构的振动模式和振动特性。
通过固有频率与模态分析，可以深入了解系统振动特性，为系统设计和改进提供重要参考。
现有振动系统的固有频率和模态分析多为理论计算，实际测试数据相对较少。
本研究旨在通过实验方法，对振动系统的各阶固有频率及模态进行探究性测试，验证理论模型的准确性，为实际工程应用提供参考。
通过实验设计和数据分析，可以更直观地了解系统的振动特性，为系统设计和优化提供更加客观的依据。
此研究对于振动系统的理论研究和工程应用具有一定的指导意义和实用价值。
1.2 研究目的研究目的是为了探究振动系统各阶固有频率及模态的测试方法和技术，从而更加深入地理解振动系统的特性和性能。
通过实验设计和数据分析，我们将能够准确地测定系统的固有频率和模态，并进一步分析系统在不同模态下的振动特性和传递函数。
这将有助于优化系统的设计和控制，提高系统的稳定性和性能。
通过深入研究振动系统的固有频率和模态，我们也可以为相关领域的研究和应用提供更加准确和有效的参考和指导。
本研究旨在通过实验探究振动系统各阶固有频率和模态的测试方法，为相关学科领域的进一步研究和应用奠定基础。
1.3 研究意义振动系统的固有频率及模态测试在工程领域中具有重要的意义。
通过对振动系统各阶固有频率及模态的测试与分析，可以更全面地了解结构的动力特性，从而为工程设计与优化提供参考依据。
振动系统的稳定性与安全性直接关系到工程结构的使用寿命及性能表现，因此通过对固有频率及模态的探究性实验设计，可以帮助工程师更好地预测与评估结构在实际工作环境中的表现。
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振动系统各阶固有频率及模态测试探究性实验设计
收稿日期：2018-07-10
基金项目：中国石油大学（华东）教学实验技术改革项目“非常规天然气排水采气系统实验教学平台研发”（SZ201810）；中国石油大学（华东）教学研究与改革项目重点项目（JY-A201812）；山东省专业学位研究生教学案例库建设项目（SDYAL17023）
作者简介：张辛（1987-），女，山东泰安人，博士，高级实验师，研究方向：石油钻采机械、测试与控制技术
机电信息检测与处理技术是机自专业的一门重
要的专业核心课，课程内容涉及传感器、信号调理装置、转换装置及数据记录与输出仪器[1]，通过本探究性实验[2]，可以掌握模态分析的原理及测试分析方法，进而将模态分析方法用来进行结构动力学分析、响应计算和载荷识别。
一、实验设计原理
实验原理是将结构物在静止状态下进行人为激振，通过测量激振力与响应并进行频谱分析，识别出结构物的模态参数，从而建立起结构物的模态模型。
模态分析是结构动态设计及设备故障诊断的重要方法。
通过本探究性实验，可以掌握模态分析的原理及测试分析方法，进而将模态分析方法用来进行结构动力学分析、响应计算和载荷识别。
实验设计内容[3]主要有：
1.增加实验结构物利用有限元分析模型来确定模态试验的测量点和激励点，参照计算振型对测试模态参数进行辩识命名的实验内容。
2.要求学生掌握人为对结构物施加一定动态激励，采集各点的振动响应信号及激振力信号，根据力及响应信号，用各种参数识别方法获取模态参数的技术。
3.增加了激振拾振装置、双通道FFT 分析仪、和模态分析软件包的正确使用。
并能将结构的模态振动进行三维实时动画显示。
4.可让学生加深对不测力法利用系统的响应数据进行固有频率、模态振型、模态阻尼或阻尼比等模态
参数计算方法的理解。
二、实验设计内容（一）实验方案设计
本实验方案设计为通过可由力传感器检测作用力的力锤击打简支梁，使简支梁产生振动，由振动传感器测取简支梁的振动情况，将力和振动信号输入动态分析仪进行分析，利用计算机内的模态分析软件包分析获得简支梁的固有频率、模态振型等。
（二）实验内容
1.对简支梁进行有限元分析。
建立简支梁有限元分析模型，通过专用软件理论分析简支梁的固有频率和模态振型，同时确定测力法实验时简支梁的激励点和测量点。
2.传感器的安装调试。
正确掌握力和加速度传感器的使用，在锤子端部安装压力传感器，在简支梁上
张辛，王旱祥，董祥伟，刘延鑫
（中国石油大学（华东）机电工程学院，山东青岛
266580）
摘要：设置本探究性实验是为让学生在掌握机电信息检测与处理技术课程关于力测量、振动测量和信号分析处理等基本知识基础上，通过对实验简支梁模态分析的理论计算，实际操作，数据记录与分析，实现机电信息检测时传感器、信号加工装置、力及振动测量和信号分析相关内容有机结合，让学生理解模态分析理论，掌握测试方法、仪器设备和分析软件的使用，提高工程应用能力。
关键词：振动系统；模态；探究性实验；固有频率中图分类号：TE95
文献标志码：A
文章编号：1674-9324（2019）11-0269-02
【实验平台
】
图1实验装置图
Design of an Exploratory Experiment for Testing of Multi-level Natural Frequency and Modality of a Vibrating System
ZHANG Xin,WANG Han-xiang,DONG Xiang-wei,LIU Yan-xin
(College of Mechanical and Electronic Engineering,China University of Petroleum,Qingdao,Shandong
266580,China)
Abstract:The purpose of setting up this exploratory experiment is to enable students to master the theoretical knowledge of force measurement,vibration measurement and signal analysis and processing based on the basic knowledge of electromechanical information detection and processing technology.The experimental course systematically combines contents of sensors,signal processing devices,force and vibration measurement and signal analysis for the technology of electromechanical information detection.Through the theoretical calculation,practical operation,data recording and modal analysis of an experimental beam,students are allowed to understand the theory of modal analysis,master the use of test techniques,instruments and analysis software,and improve the ability for engineering applications.
Key words :vibration systems;modal tests;exploratory experiment;natural frequencies
安装加速度传感器，进行接线，利用力锤击打由有限元分析得出的简支梁激励点位置进行测试。
3.动态数据采集。
锤子端部的压力传感器和部署梁上的加速度传感器分别测试锤击力和振动加速度，由电荷放大再接入采集系统，经过调理的信号输入计算机由软件进行分析处理。
4.信号处理与振型动画。
进行信号时域或频域信号处理。
如谱分析、传递函数估计、脉冲响应测量以及滤波、相关分析等获得参数识别的结果，同时将得到结构的模态参数模型采用动画的方法显示。
（三）改进之处
1.模态分析通过给结构施加一个激振力，激起结构振动，测量结构响应及激振力之间的频率响应函数，来寻求结构的模态参数。
学生通过选择力锤和激振器两种激励方式，多点激励单点响应以及单点激励多点响应的测试方法，可以更加深入地了解实验模态分析的全过程，增强学生理解力，提高学生的兴趣，引导学生自行探索实验室实验和现场工程测试的区别。
2.增加有限元计算环节，由原来教师确定激励点和测量点改为学生通过模态参数估计，来确定激励点和测量点。
理论结果与实验结果对比分析，能够更加准确清晰地进行验证，确保模态结果的可信度。
3.增加结果的分析动画演示，各阶模态参数分别显示或同时显示一个或多个模型上，动画的幅度和速
度可以随时暂停随时调整。
实测数据同步动画显示在
模型上，形象地显示试件的真实变形过程；响应频谱或传递率同步显示在模型上，形象地显示试件在某个频率激振下的变形情况，从而在峰值附近估计模态参数。
三、结束语
经过本探究性实验的学习，可以熟练使用有限元分析方法进行结构的固有频率计算和模态分析，进行结构的参数识别；掌握实验室利用测力法分析结构物的固有频率、模态振型、模态阻尼、模态质量和模态刚度；熟练使用相关振动测试传感器（位移、速度和加速度），掌握机械装置利用加速度传感器测试振动的测试方法；掌握利用软件将测量得到的响应进行自功率谱、互功率谱、传递率、相干函数分析和对固有频率、模态振型等进行测试的方法，为从事机电信息检测科研或开发岗位打下基础，培养技能。
参考文献：
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