振动测试技术模态实验报告
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。
振动测试技术分析报告
文件编码：版本：密级：生效日期：页数：页振动测试技术分析报告拟制：__ ___ __ ___ 日期：_ 审核：___________________ 日期：__________ 批准：__ ___ __ ___ 日期：_目录1、目的 (3)2、参考标准 (3)3、术语解释 (4)4、振动测试简介 (9)4.1.振动测试必要性 (9)4.2.振动引起失效模式 (10)5、振动测试项目 (11)6、正弦振动试验 (11)6.1.正弦振动试验目的 (11)6.2.正弦振动应力参数 (11)6.3.正弦振动试验条件 (12)6.4.正弦振动试验标准 (13)7、随机振动试验 (16)7.1.随机振动试验目的 (16)7.2.随机振动应力参数 (16)7.3.随机振动试验条件 (21)7.4.随机振动试验标准 (21)8、振动台简介 (23)8.1.机械式振动台 (23)8.2.电磁式振动台 (24)8.3.液压式振动台 (26)8.4.振动台选取 (28)振动测试技术分析报告1、目的分析振动对产品可靠性的影响，评估导入振动测试的必要性；介绍振动测试的定义、测试方法以及相关标准；为环境可靠性测试体系中振动测试规范的制订提供依据；2、参考标准GB10593.3-90电工电子产品环境参数测量方法振动数据处理和归纳GB10593.1-89电工电子产品环境参数测量方法振动GB05170.14-1985电工电子产品环境试验设备基本参数检定方法振动(正弦)试验用电动振动台GB05170.15-2005-T 电工电子产品环境试验设备基本参数检定方法振动（正弦）试验用液压振动台GB05170.13-2005-T 电工电子产品环境试验设备基本参数检定方法振动（正弦）试验用机械振动台GB02423.56-2006-T 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Fh：宽带随机振动(数字控制)和导则GB02423.49-1997-T 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Fe：振动-正弦拍频法GB02423.48-1997-T 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Ff：振动-时间历程法GB02423.11-1997-T 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Fd：宽频带随机振动一般要求GB02423.10-1995-T 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Fc和导则：振动（正弦）3、术语解释3.1.通用术语●位移displacement：表征物体或质点相对于某参考系位置变化的矢量。
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。
机械工程测试技术基础=振动测量+实验报告模板
实验报告
五、实验过程原始记录（数据、图表、计算等）
振动输出波形
f(Hz) 1 2 3 4 5 6 7 8 9
V o(p-p)0.02 0.02 0.024 0.024 0.025 0.028 0.032 0.05 0.056
f(Hz)10 11 12 13 14 15 16 17 18 V o(p-p)0.112 0.147 0.072 0.047 0.034 0.027 0.019 0.015 0.014
f(Hz)19 20 21 22 23 24 25 26
V o(p-p)0.012 0.01 0.009 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001
振动梁的自振频率为11 H z。
(实际操作中，测出10个值含固有频率，即可。
)
六、实验结果分析及结论
由实验数据不难看出，调节低频信号1 - 26 H z ，电压输出峰峰值先由小到大，达到最大值后，逐渐变小。
如下图所示，输出最大电压值时，对应的频率为固有频率。
七、对本次实验的建议与设想
提前预习，对实验操作和理解很重要。
对调制解调的内容要十分熟悉，尤其注意信号处理过程中，波形的变化。
实验操作时，从简到繁，先调出实验结果，在分析实验过程中的细节。
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。
叶轮叶片振动模态分析与实验研究的开题报告
叶轮叶片振动模态分析与实验研究的开题报告【题目】叶轮叶片振动模态分析与实验研究【背景】随着机械制造技术的发展，叶轮作为一种普遍的能量转换元件，在各种机械设备中广泛应用。
然而，由于叶轮经常遭受较大的离心力和振动力，其工作时容易出现振动现象，对机器本身和周围环境产生负面影响，甚至会导致设备损坏或人员安全事故。
因此，对叶轮振动问题进行深入研究，找出其产生振动的影响因素和解决方法，便成为当前研究的热点。
【研究内容】本项研究的主要内容为叶轮叶片振动模态分析与实验研究，包括以下几个方面：1.叶轮叶片振动模态分析：利用有限元方法对叶轮进行建模，将其叶片等效为薄板，分析其阻尼、共振频率等振动特性，并对其振动模态进行研究。
2.叶轮振动实验研究：设计叶轮振动实验台，并进行振动实验，通过实验数据对模型进行验证和修正，研究叶轮在不同转速条件下振动特性。
3.叶轮叶片材料和结构的改进：根据振动分析和实验结果，优化叶轮叶背材料和叶片安装结构，尽可能降低振动幅值，提高叶轮工作的安全性和稳定性。
【研究意义】本研究对于提高叶轮工作的安全性和稳定性具有重要意义。
通过对叶轮叶片振动模态分析，可以深入了解其振动特性，为制定叶轮的设计标准和选用适当材料提供科学依据。
通过实验研究，可以验证和修正分析模型，提高研究的可靠性和准确性。
最终通过改进叶轮叶片材料和结构，可有效地解决叶轮振动问题，提高设备工作的效率和安全性。
【研究方法】本项研究的研究方法主要包括有限元分析法和振动实验。
1.有限元分析法：根据叶轮的几何形状和材料力学特性进行建模，并计算其振动模态和频率响应，分析其振动特性，并优化其叶背材料和结构。
2.振动实验：设计合适的叶轮振动实验台和实验方案，对叶轮在不同转速下进行振动实验，采集实验数据，通过与有限元分析结果进行对比和验证，提高研究的可靠性和准确性。
【预期成果】本项研究预期可以获得以下成果：1.建立叶轮叶片振动模态分析模型，分析其振动特性，并优化其叶背材料和结构。
西交振动测试实验报告
a=x ¨ = ω 2 B sin(ωt − ϕ + π ) 式中：ω —振动角频率，ϕ —初相角，
3
1.5
测量过程
1
机械振动基本参数测量
则位移、速度、加速度的幅值关系为 V = ωB A = ω2B (3) (4)
由上式可知，振动信号的位移、速度、加速度的幅值之间有确定的关系，根 据这种关系，只要用位移、速度或加速度传感器测出其中一种物理量的幅值，在 测出振动频率后，就可计算出其它两个物理量的幅值，或者利用测试仪或动态信 号分析仪中的微分、积分功能来进行测量。 简谐振动位移幅值的测量有多种方法，如测幅尺、读数显微镜、CCD 激光位 移传感器、电涡流位移传感器、加速度和速度传感器等。下面介绍测幅尺和读数 显微镜的测量原理。
3 用共振法测简支梁的固有频率、阻尼比和振型 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 实验目的 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 实验系统框图 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 实验原理 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 仪器参数设置 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 实验步骤 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 实验结果与分析 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 思考题 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
振动测试报告
振动测试报告某公司的产品在质检过程中，需要进行振动测试以确保其性能。
下面是针对这种测试产生的振动测试报告。
1. 测试概要本次振动测试是为了测试某公司的产品在正常使用过程中是否能够正常工作，并且没有导致任何零部件的故障或损坏。
测试采集数据包括加速度、速度和位移，采集频率为1 Hz - 5000 Hz。
测试产生的噪声对人体不会产生任何危害。
2. 测试设备测试设备包括振动台、加速度计、速度计和位移计。
振动台由四个气弹簧组成，能够在 x、y 和 z 方向上进行机械振动。
加速度计用于测量振动的加速度值，速度计用于测量振动的速度值，位移计用于测量振动的位移值。
3. 测试方法先根据产品的使用条件设置振动的频率和振幅。
然后将产品放置在振动台上，并开启振动设备。
在振动的过程中，通过加速度计、速度计和位移计对振动进行实时监控，并记录数据。
根据测试过程中的数据，判断产品是否能够正常运行。
4. 测试结果根据振动测试的结果来看，本次测试的某公司的产品经过了一系列的振动测试，并且测得的数据范围符合正常值。
可以判断该产品在多数使用环境下能够正常运行，并且对振动具有良好的适应性。
但是，还需要设计人员对测试结果进行分析，并对产品的结构和材料等进行评估，来保证在实际应用环境下可以长时间稳定工作。
5. 测试结论振动测试是一种有效的测试方法，可以用于评估产品的性能和适应性。
虽然本次振动测试的结果是正常的，但是测试并不一定能检测出所有的产品故障，而且测试结果也不能代表产品的使用寿命。
因此，还需要更多的测试和评估来保证产品的高质量和长期可靠性。
6. 结语振动测试是不可或缺的质检方法之一。
在产品的开发过程中，应该严格执行振动测试标准，以确保产品符合相关法规和规定。
同时，也需要密切关注新的振动测试技术和方法的发展，使测试能更加高效和准确。
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。
振动测量实验报告
振动测量实验报告振动测量实验报告一、引言振动是物体在固有频率下做周期性的往复运动。
振动测量是工程领域中常见的实验，用于研究物体的振动特性以及对其进行分析和控制。
本实验旨在通过实际测量和分析，探究不同物体的振动特性，并掌握振动测量的基本方法和技巧。
二、实验装置和方法本实验使用了一台振动测量仪器，该仪器由振动传感器、信号采集模块和数据处理软件组成。
首先，将振动传感器安装在待测物体上，并连接至信号采集模块。
然后，通过数据处理软件进行数据采集和分析。
三、实验一：自由振动实验在自由振动实验中，我们选择了一个简单的弹簧振子作为待测物体。
首先，将弹簧振子拉伸至一定长度，并释放，记录振子的振动周期和振幅。
然后，通过数据处理软件绘制出振子的振动曲线，并计算出其固有频率和阻尼比。
实验结果显示，弹簧振子的振动周期为T=2π√(m/k)，其中m为振子的质量，k为弹簧的弹性系数。
通过测量，我们得到了弹簧振子的振动周期，并计算出了其固有频率。
同时，我们还观察到振子的振幅随时间的变化规律，这对于分析振动系统的能量耗散和阻尼效果具有重要意义。
四、实验二：强迫振动实验在强迫振动实验中，我们选择了一个悬挂在弹簧上的质量块作为待测物体。
首先，将振动传感器安装在质量块上，并通过数据处理软件记录振动信号。
然后，通过改变驱动频率，观察质量块的振动响应，并绘制出频率-幅值曲线。
实验结果显示，在不同的驱动频率下，质量块的振动幅值存在明显的变化。
当驱动频率接近质量块的固有频率时，振动幅值达到最大值，即共振现象发生。
通过分析频率-幅值曲线，我们可以确定质量块的固有频率，并进一步研究共振现象的原理和应用。
五、实验三：阻尼振动实验在阻尼振动实验中，我们选择了一个带有阻尼装置的振动系统作为待测物体。
首先，通过改变阻尼装置的参数，调节阻尼比的大小。
然后，通过数据处理软件记录振动信号，并绘制出阻尼振动曲线。
实验结果显示，当阻尼比较小时，振动系统呈现出明显的周期性振动。
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研究生课程论文(2013-2014学年第二学期)振动测试技术研究生：提交日期：2014年7月10日研究生签名：1模态试验大作业0 模态试验概述模态试验（modal test）又称试验模态分析。
为确定线性振动系统的模态参数所进行的振动试验。
模态参数是在频率域中对振动系统固有特性的一种描述，一般指的是系统的固有频率、阻尼比、振型和模态质量等。
模态试验中通过对给定激励的系统进行测量，得到响应信号，再应用模态参数辨识方法得到系统的模态参数。
由于振动在机械中的应用非常普遍。
振动信号中包含着机械及结构的内在特性和运行状况的信息。
振动的性质体现着机械运行的品质，如车辆、航空航天设备等运载工具的安全性与舒适性；也反映出诸如桥梁、水坝以及其它大型结构的承载情况、寿命等。
同时，振动信号的发生和提取也相对容易因此，振动测试与分析已成为最常用、最基本的试验手段之一。
模态分析及参数识别是研究复杂机械和工程结构振动的重要方法，通常需要通过模态实验获得结构的模态参数即固有频率、阻尼比和振型。
模态实验的方法可以分为两大类：一类是经典的纯模态实验方法，该方法是通过多个激振器对结构进行激励，当激振频率等于结构的某阶固有频率，激振力抵消机构内部阻尼力时，结构处于共振状态，这是一种物理分离模态的方法。
这种技术要求配备复杂昂贵的仪器设备，测试周期也比较长；另一类是数学上分离模态的方法，最常见的方法是对结构施加激励，测量系统频率响应函数矩阵，然后再进行模态参数的识别。
为获得系统动态特性，常需要测量系统频响函数。
目前频响函数测试技术可以分为单点激励单点测量( SISO)、单点激励多点测量( SIMO) 、多点激励多点测量( MIMO)等。
单点激励一般适用于较小结构的频响函数测量，多点激励适用于大型复杂机构，如机体、船体或大型车辆机构等。
按激励力性质的不同，频响函数测试分为稳态正弦激励、随机激励及瞬态激励三类，其中随机激励又有纯随机、伪随机、周期随机之分。
瞬态激励则有快速正弦扫描激励、脉冲激励和阶跃激励等几种方式。
按激励力性质的不同，频响函数测试分为稳态正弦1激励、随机激励及瞬态激励三类，其中随机激励又有纯随机、伪随机、周期随机之分，瞬态激励则有快速正弦扫描激励、脉冲激励和阶跃激励等几种方式。
振动信号的分析和处理技术一般可分为时域分析、频域分析、时频域分析和时间序列建模分析等。
这些分析处理技术从不同的角度对信号进行观察和分析，为提取与设备运行状态有关的特征信息提供了不同的手段。
信号的时域分析包括时域统计分析、时域波形分析和时域相关分析。
对评价设备运行状态和故障诊断而言，时域分析往往是初步的。
频域分析是机器状态监测中信号处理的最重要、最常用的分析方法。
工程上所测得的信号一般为时域信号，然而由于故障的发生、发展往往引起信号频率结构的变化，为了通过所测信号了解、观测对象的动态行为，往往需要频域信息。
它能通过了解测试对象的动态特性，对机械的状态做出评价并准确而有效的诊断机械故障和对故障进行定位，进而为防止故障的发生提供分析依据。
通过频域分析把复杂的时间历程经傅里叶变换分解为若干单一的谐波分量，可以获得信号的频率结构以及各谐波幅值和相位信息。
根据信号的性质及变换方法的不同，常用的频域分析方法有：频谱、自功率谱、互功率谱、倒频谱、细化谱、相干函数、频响函数分析等，这些频域分析的核心算法是快速傅里叶变换（FFT）。
对非平稳或时变信号的分析方法统称为时频分析，它将时域和频域组合成一体，兼顾到非平稳信号的要求。
时频分析方法应用于设备状态监测与故障诊断，可以很好的为确定设备的运行状态提供判断依据。
时频分析中最重要的是短时傅里叶变( STFT) 、小波变换( WT) 、Wigner-Ville 时频分析和Hilbert-Huang 变换。
与经典的基于FFT 的分析方法不同，时间序列分析方法是对采集到的振动信号建立时间序列模型，通过对模型参数的分析识别系统的特性和状态。
时间序列模型有自回归滑动平均模型( ARMA) ，自回归模型( AR) 和滑动平均模型( MA) 三种。
目前振动信号测量与分析在很多领域得到了广泛应用，测试和分析也发展到了较高的水平。
但仍然存在很多需要解决的问题。
展望未来，有如下几方面需要突破和发展：无线智能型传感器、传感器的微型化及纳米级结构的动力学2测试问题、更高速度的数字信号处理技术和更快的数据输出速度、激振力无法测量情况下结构模态参数识别、非稳态信号的分析、非线性信号分析问题、微弱信号检测问题、激光测振技术的进一步发展。
1 实验目的1. 了解模态测试技术的原理和实施方法。
2. 学会用“激励法”测量振动系统的模态与振型，通过软件求得系统的模态参数。
3.初步掌握MESCOPE软件的使用方法以及对模态测试结果的分析方法。
2 实验设备上海北智14206加速度传感器2个（9g，0.5~8000Hz），图1（A）所示。
PCB模态力锤086C03一个（0.1kg，8kHz，500lb），图1（B）所示。
IOTECH ZonicBook618E动态信号分析仪一台，图1（C）所示。
铸铁薄板一个，图1（D）所示。
（A）(B) (C)3(D)图1 实验器材3 实验步骤本实验测试对象是一块300mm×300mm，中央开圆孔（直径为100mm），厚度为8mm的铁板，采用多点激励多点测量(SIMO)测试方式。
实验的原理是：用力锤对被测物体进行激振，锤头内的力传感器和被测物体上的加速度传感器同时记录下脉冲激励和被测物体的响应，经IOTECH采集处理，传入计算机进行进一步计算分析。
数据采集完毕后，采用Mescope模态分析软件，首先对被测对象进行建模，导入数据进入模态分析，根据振动理论，分析系统在各阶的模态，自动生成分析结果并可以生成振动的仿真动画、各阶频率、模态刚度、模态阻尼比等参数。
3.1 实验平台的搭建将力锤连接入IOTECH的1号通道，2个加速度传感器分别接入2、3号通道。
在被测物表面选取测点并编号（如图2），将加速度传感器置于物体的24、16点，用数据线将IOTECH与计算机连接，连接框图如图3所示。
开启计算机上的Z-Analyst软件，调整软件即时显示窗口为FRF窗口，冲击脉冲Time窗口，传感器响应time窗口以及Coherence窗口。
4图2 薄板测点编号图3 实验设备的连接框图3.2 IOTECH 参数设置着先需要设置分析频率。
由于所分析的结构简单，其固有频率比较小，因面分析频率范围设在0~2000Hz，奈奎斯特因子可以选取2.56。
选取输入信号作为触发信号，由于力锤的力和操作人员有很大关系，因而可以选取10次平均以消除或降低误差，其相应设置见图4（A）。
力锤连接的1号通道设为Reference，加速度传感器连接的2、3号通道设为Respond，并去掉其它通道前面的勾号，同时选取合适的量程并输入灵敏度参数，其具体设置见图4（B）。
FFT Setup设置中，Reference Channel加指数窗，Response Channel加矩形窗，具体设置见图4（C）。
5(A)(B) 6（C）图4 ez-analysis数据采集参数设置3.3 信号采集用力捶依次敲击被测对象的每一个测点，设定为连续敲击，从每个点敲击10次。
在图中显示力的时域信，以及各输出通道的时域信号。
同时显示相干和RFR窗口。
实验中前3个点的采集数据如图5所示。
对采集的数据进行保存，每个点保存一个数据文件，然后用ezAnalys将文件转化为可用于MEScope 处理的格式（unv），主要保存数据的FRF信息。
7（A）(B)（C）图5 实验的采集数据（第1-3个点）3.4 MEscope模态分析8打开MEscope模态分析软件，将每个点的FRF导入软件中进行模态分析，算出固有频率，阻尼系数，以及留数。
在导入时根据点的不同修改DOF’s。
图6 MEScope数据点的导入为了能更清晰的观察结果，可以画出板材的结构图，进行动画仿真。
其具体步骤为：在MEscope中新建一个Structure，利用绘图工具，根据被测物体的尺寸大致地画出被测对象的几何图形，并在图形上布置8×4的点阵。
如图7所示。
而后导入三个点的数据，DOFs设置分别为：1Z:24Z, 2Z:24Z, 3Z:24Z，其中1,2,3分别表示三个敲击点，4表示加速度传感器所在的点，如图8所示。
然后为8×4的点阵标上节点号，每个节点对应敲击点号及加速度传感器所在的点。
将采集到的实验结果导入到模型中，导入成功后，动画效果会自动显示。
9图7 绘制被测件的结构图4 实验结果按照上述的方法对实验测量的结果导入到MEScope软件中进行分析，各点测量的结果经分析得到固频，阻尼系数，以及留数。
图8（A）为频率响应函数（RFR）重叠后的总体曲线，由此图可以看出被测物体固有频率的大致分布。
图8（B、C）为经MEScope计算得到的固有频率。
从图中可知，当分析频率范围设在了0至2000Hz，软件在该频段中识别出了7个模态。
10（A）（B）（C）图8 MEScope分析结果11为了能更好的观察系统的振型，在导入测量数据后，可以继续画出系统的结构图，通过生成各阶固有频率的动画，可以直观的看到振动情况，其各振型如图9所示。
（A）一阶振型（B）二阶振型12（E）五阶振型（F）六阶振型图9模型各阶振型动画5 实验总结1．力锤击振法属于瞬态测试技术的一种方法，该方法虽然简单，但也有其固有的缺陷，比如敲击的方向和波形不易控制，重复性较差。
反映在本次试验上，由于敲击力度和时间间隔把握不是很好，每个点的10次敲击相干性并不是太好，造成了其相干系数值并不在1附近波动。
2．为了能够获得比较准确的模态参数，试验的各个环节都必须经过恰当13的处理，否则会导致试验结果的错误与歪曲。
在本试验中，各数据均不可避免地混入了噪声，影响了结果的准确性。
3．在实验中被测对象要自由悬挂，真正的自由悬挂是不可行的，只能以某种悬吊形式非常近似地实现自由悬置。
为了得到更为精确的结果，可以用非常软的弹簧或绳索将构件悬吊于空间，或者将悬挂点设在结构的节点处。
4.试验的最终结果与测试点的个数有关。
测试点越多，求得的模态参数越精确。
在要求不高的情况下，也可以采用单点激励单点输出的方法求模态参数。
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