敲击法的实施

在模态分析的各种试验方法之中,用力锤产生脉冲激励的方法是最简单快速的一种,因而得到广泛的注意和应用。但由于这种激励方式完全靠人工来掌握,所以试验的品质在很大程度上取决于试验实施者对试验方法的理解和经验。本文根据近年来国内外有关敲击法的资料和工作中的体会,对试验中应注意的一些问题和影响试验品质的主要因素进行了总结归纳,提供试验工作者参考。在进行锤击试验时,必须具备下述设备:带有力传感器的手锤,测量响应的传感器,调制信号的前置放大器,观察波形的示波器,防止频率混淆的低通滤波器,进行传递函数分析的数据处理设备。如需对传递函数进一步进行参数识别,尚需有模态分析仪或带有参数识别程序的通用     

结构模态能控性和能观测性的度量

利用现代控制理论研究了结构模态的能控性和能观测性问题，给出了模态坐标下结构的能控性和能观测性判据，证明了多输入－多输出（ＭＩＭＯ）试验模态分析技术用于存在重根模态结构的模态试验的必要性，并人出了对激振点和测量点数量的要求。利用奇异值分解技术给出了一种结构查态能控性和能观测性的度量方法，并讨论了其在模记试验激振点和测量点位置选择中的应用。     

旋翼系统模态阻尼数值计算方法

首先基于Hamilton原理建立旋翼系统动力学模型,计算旋翼的振频和振型,然后对稳定悬停状态下的桨叶进行某阶模态的激励,并在旋翼重新达到稳定状态后停止激励,截取旋翼系统自由振动信号,用移动矩形窗法计算旋翼系统的模态阻尼.这种计算系统模态阻尼的数值方法能够对旋翼系统在不同工况下的各阶模态阻尼进行仿真,而且在仿真过程中可以根据桨叶振型将激励按相同相位施加于各自由度上,使桨叶只按该阶振型振动.使用该方法可以突破旋翼动力学试验中激振位置、激振频率与相位的限制,获得旋翼系统更全面的动力学特性.     

扩阶特征矩阵法的初步应用

一、前言近几年来,国内从事振动试验与分析的许多科研工程技术人员,对识别结构振动特性的时域技术甚感兴趣。以应用电子计算机为基础的时域技术,往往是结构动力学与其他学科的例如控制理论等交叉的产物。ITD法、QEM法、时序法以及新近提出的ERA法等都体现了学科之间的交叉。时域技术,从振动试验方面来说,通常只要求测量和记录受试验结构的自由衰减响应或随机响应,对激振信号可不做测量和记录。这就大大地降低了对激振技术和仪器设备等方面     

自然激励下的运载火箭时变模态参数获取技术研究

新一代运载火箭在靶场加满液氢和液氧推进剂后,由于安全因素无法开展传统的有源激励模态试验,为了提高发射稳定性,必须获取运载火箭全状态下的模态参数。基于结构振动响应的互相关函数与单位脉冲函数具有相同数学构架的前提,采用改进模态自然激励技术(NExT-LSCE-LSFD)对风激励下采集的时域数据进行识别,获得了火箭加注过程中的时变模态参数,并通过空箱和液氧加注状态的力锤激励模态试验结果验证了自然激励方法的有效性。本次研究发展了自然风激励下的大型结构时变模态获取技术,可推广到其他大型结构工作模态在线识别技术研究。     

环境激励条件建筑结构的试验建模研究

通过环境激励模态识别技术对一座中高层新结构大楼环境激励试验建模研究。首先介绍了试验模型设计 ,并在现场测量整栋大楼在环境激励下的振动响应。然后采用新发展的频率空间域方法 ( FSDD)进行模态识别 ,分别在 0～ 4.5 Hz和 0～ 6.5 Hz频率范围识别出 9阶弯曲和扭转模态频率和振型。采用频率空间域方法识别了结构的阻尼特性 ,并得到满意的结果。所得试验模型已成功应用于 CFT大楼的有限元动态模型修正。所研发的试验建模技术可望在结构响应预报 ,健康监测和振动控制中发挥重要作用     

结构动力学分析的逆问题—参数识别技术

本文综述了近十年来结构动力学参数识别技术的发展和现状,并以中型直升机的玻璃钢尾桨为例,介绍了模态参数识别的计算方法和稳态正弦激振机械阻抗测试技术,分析了操纵系统刚度对玻璃钢尾桨动力特性的影响。     

用锤击法测定涡轮机叶片轮盘组合体模型的振动特性

本文叙述利用瞬态激励进行模态分析和参数识别的方法。通过对悬臂板,叶片轮盘组合体模型所作的试验说明了这种方法的优越性。本文讨论了实施锤击法的具体操作和提高测试精度的问题。通过试验测定了各模型的模态参数,有些点还采用了频率细化技术。试验结果和正弦慢扫法结论得到良好的吻合。     

多点正弦模态试验技术的注记

探讨了多点稳态正弦激振模态试验技术的几个问题，利用离散傅立叶变换的正弦信号数据处理方法和实现，多点稳态正弦激振频响函数估计方法，利用测试频响函数确定多点正弦相位共振试验的适调激振力分布的奇异值分解方法，给出了两咎利用相位共振试验确定结构参数的计算方法。     

大型垂直模态试验系统研制与应用

航天器的大型化对地面验证手段的要求越来越高。为了辨识大型航天器的特性参数(频率、阻尼、振型等)、验证和修正数学模型(有限元模型)、校核动态分析结果的有效性,检查结构中的薄弱环节及部位,开展了大型模态试验系统的研制,研究设计了卫星、飞船领域的大型模态试验系统,攻克了模态试验系统多维度激振、全尺寸包络、试验件安全多重防护等关键技术,实现了三维激振、激光非接触防护的模态试验系统。     

敲击激振法测试玻璃钢桨叶振动模态

本文提出用敲击激振法代替传统电磁激振器正弦慢扫频激振技术测试直升机旋翼玻璃钢桨叶动力特性参数,以简化测试设备,缩短测试时间,提高测试精度。文中介绍了敲击激振、FFT导纳频响数据处理的模态分析技术的原理和方法,以及在试验分析中采取的措施和经验,最后给出Y—2直升机玻璃钢桨叶的试验分析结果及其在检验修改有限元动力分析模型中的应用,     

平稳随机激振确定结构固有模态的试验技术

本文从理论和试验技术两方面初步分析了用平稳随机激振确定结构固有模态的方法。指出利用带宽B=100赫芝窄带随机扫描与激振器激振结构模态是一种简便可行的方法。     

空间管路结构单多轴随机振动下的动强度特性研究

从理论分析和仿真计算两个角度，研究对比了典型空间管路结构在单、多轴随机振动载荷下的动强度特性。确定了线性结构模态振型主振方向的评定方法，得到了管路结构模态振型主振方向与随机激振方式和方向、动应力响应之间的规律特性。不仅能够为管路结构随机振动响应试验系统设计提供指导，而且能够为其动强度考核提供保障。     

环境激励下运输类飞机颤振试飞技术研究

介绍了两种类型运输类飞机基于自然飞行大气环境激励下的颤振试飞的测试技术、飞行技术、数据分析技术和部分试飞结果.试飞证明虽然利用此类激励获得的结构响应信号幅值较小,但是在多输入多输出系统振型分析基础上,实现了小幅值信号密集模态的准确识别.     

用传递函数试验方法确定运载火箭结构模态参数

本文以运载火箭为例,阐述了通过传递函数(随机激振)求模态参数的方法。由传递函数的虚频、实频、相频曲线识别出固有频率、固有振型、模态阻尼比、模态刚度和横态质量等参数,并与传统的正弦调谐激振法求得的结果进行了比较,最后讨论了两种方法的优缺点。     

机械阻抗技术在振动分析中的应用

近二十年来机械阻抗技术在振动分析中获得广泛应用,领域遍及航空、航天和各种机械工程。本文力图根据我们的工作和国外资料对这一理论与试验相结合的工程振动分析方法作一较全面综合介绍。主要内容包括:机械阻抗的现代概念(各种激振情况下机械阻抗的描述,结构动力学中阻抗和导纳矩阵及其与模态分析的关系);稳态正弦和瞬态、随机机械阻抗测试技术;图解和计算机模态参数识别以及组合结构系统分析(包括动力特性、动力稳定性和动力响应)。     

海防导弹的振动模态试验

多年来,海防导弹的振功模态试验不仅广泛地应用正弦激振方法,同时还成功地把多点脉冲激振方法运用于大型复杂的导弹结构,这在国内尚属首次,突破了目前国内仅能把脉冲激振用于中小型结构状态。本文从理论到试验、定性定量地分析了我们的试验中所出现的各种现象,将其归纳分类,并给出了分析问题的方法,进而使我们找到海防导弹结构形式、导弹内部成件和外部部件等与振动形态之间的关系,由此我们可概括出海防导弹可能产生的几种振动形式,从而可使我们在结构设计之初和模态试验之前就可预示该结构的振动形态;文中阐述了结构质量和刚度对固有振动特性的影响紧紧依赖于结构振动形态这一重要关系,为此可利用这一特点来达到各种技术要求;我们也可从振动形态的分析中来检验结构设计的合理性。所以本文可指导结构设计人员如何根据振动要求和结构振动特性进行结构设计、再设计和结构优化。     

使用电涡流激振器对叶片轮盘组合体模型作多点激振的试验研究

本文介绍了利用我院研制的电涡流激振器在叶轮组合体模型上实现非接触式多点激振的试验研究情况,分析了试验原理,论证了分离纯模态的激振力布点调力调相准则;列出了各模型的试验结果并对叶片轮盘耦合振动的若干规律作了探讨。文中,还阐明了在复杂结构振动试验中采用多点激振的意义和需要解决的一些问题。     

大型宇航器动力特性试验

对贮存状态的大型宇航器-支架车系统,采用脉冲激振即支架车的车轮通过设置在钢轨上的斜铁块向下跌落时所产生的冲击,对宇航器-支架车系统进行了动力特性试验,应用7T17S信号处理机的工程应用软件——标准软件和模态分析软件对激励和响应均为加速度的信号进行了处理,得到了宇航器和支架车在实际贮存状态下的传递特性、自振频率及振动传递率在其上的分布形态,发现了宇航器-支架车系统贮存状态下在核爆地震环境中的抗振薄弱部位。     

复杂管路结构动力学特性分析

采用计算模态分析和试验模态分析的方式,对包含焊接连接的复杂管路结构动力学特性进行研究。考虑内部零件的质量效应以及焊接连接对局部刚度的影响,建立了复杂管路结构的有限元分析模型,并开展了计算模态分析;采用锤击法和非接触式测量方法进行复杂管路结构的试验模态分析。对比仿真结果和试验结果可以发现:采用焊接建模方式可以提高焊接部位局部刚度,使得管路结构模态频率有所升高;管路结构两端固支边界条件下前五阶模态频率的计算结果与试验结果误差不超过3%;管路结构测点处的随机振动响应试验结果与仿真结果相差3.3dB。