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振动模态分析工作原理

时间:2017-11-02 09:47来源:未知 作者:Hong Kong

  何为模态分析?所谓模态分析是指将线性定常系统振动微分方程组中的物理坐标变换为模态坐标,使方程组解耦,成为一组以模态坐标及模态参数描述的独立方程,以便求出系统的模态参数。

  

振动模态分析工作原理

 

  那么,在使用中,模态分析是如何实现的呢?

  首先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双通道快速傅里叶变换(FFT)分析,得到任意两点之间的机械导纳函数(传递函数)。用模态分析理论通过对试验导纳函数的曲线拟合,识别出结构物的模态参数,从而建立起结构物的模态模型。根据模态叠加原理,在已知各种载荷时间历程的情况下,就可以预言结构物的实际振动的响应历程或响应谱。

  模态分析实质就是一种坐标系统的变换,目的在于把原在物理坐标系统中描述的响应向量放到所谓的“模态坐标系统”中描述,这一坐标系统每一个基向量恰好是振动系统的个性特征向量,利用各特征向量之间的正交性,可使描述响应向量的各个坐标互相谷底而无耦合,于是,振动方程式一组互无祸合的方程,各个坐标均可单独求解。

  在工业上,通过使用振动分析仪对设备进行模态分析,搞清楚了结构物在某一易受影响的频率范围内的各阶主要模态的特性,就可以预言结构在此频段内在外部或内部各种振源作用下产生的实际振动响应。因此,模态分析是结构动态设计及设备故障诊断的重要方法。