基础知识：试验模态分析简介

探索动态奥秘：试验模态分析深度解析

模态分析，如同结构的动态DNA，揭示了系统的固有频率、阻尼比和振型等关键特性。它在评估现有结构性能，探寻振动源头和优化设计中发挥着核心作用。本文聚焦于试验模态分析，这一实践性极强的工具，它将帮助我们更深入地理解结构的动态行为。让我们一起走进试验模态分析的系统构成、步骤和实际应用。

系统构成与激振方式

试验模态分析的基石是理解试验结构与外部环境的交互关系，可用以下公式概括：

试验过程中的关键步骤包括：首先，将结构以自由支撑或地面支撑的方式稳定；其次，通过机械式、电磁式或电液式激振器来产生激励力，如机械式激振器利用转动不均衡质量的惯性力，电磁式激振器则通过电磁转换产生频率和幅值可调的激励。

试验过程详解

• 试验准备: 确保结构以适当方式支撑，如选择自由支撑或地面支撑。


• 结构激振: 利用冲击锤，其锤帽材质各异，提供不同的激励效果，如钢、铝、塑料或橡胶。


• 信号采集: 通过电感式、压电式等不同换能方式收集响应数据，记录下系统振动的响应。

实例解析：洗衣机箱体模态测试

以洗衣机箱体为例，我们首先进行有限元模态分析，通过Pro/E建立简化模型，使用ANSYS进行离散计算，发现前两阶振型与工作频率相近，成为噪音问题的源头。

在试验模态分析中，采用LMS Test.lab系统，通过127个测点的加速度传感器，发现有限元分析的固有频率略低于实际测试，揭示了冲压成型后可能产生的残余应力影响。修正后的有限元模型与试验结果吻合度提升，证实了模态分析的有效性。

总结起来，试验模态分析为我们提供了深入理解结构动态性能的窗口，对诸如洗衣机箱体这样的产品，它在优化设计、降低振动和噪声方面发挥着关键作用。通过细致的试验步骤和实际案例，我们得以洞悉其在实际工程中的应用价值。

18492906662：基础知识:试验模态分析简介
滑盲答：试验模态分析的基石是理解试验结构与外部环境的交互关系，可用以下公式概括：Mi (模态质量) + Ki (模态刚度) + Ci (模态阻尼系数) 试验过程中的关键步骤包括：首先，将结构以自由支撑或地面支撑的方式稳定；其次，通过机械式、电磁式或电液式激振器来产生激励力，如机械式激振器利用转动不均衡质量...

18492906662：试验模态分析
滑盲答：试验模态Modal分析刘晨阳引言What•模态就是结构固有的动态特性，它包含了系统的固有频率、阻尼比、振型等参数。Why•运用模态分析，可以帮助我们评价现有结构系统的动态特性，深入洞察振动发生的根本原因，进行结构优化How•模态分析方法Page:2/25模态分析的方法数值模态分析（NumericalValueMo...

18492906662：什么是模态分析?
滑盲答：1、有限元法模态分析：使用有限元法求解结构的振动特性，是一种最常用的模态分析方法。2、模型试验法模态分析：通过对实际结构进行模型试验，采集结构在不同激励下的振动响应数据，并基于数据反演出结构的振动特性。3、解析法模态分析：利用结构的解析解或近似解来推导结构的振动特性，适用于简单结构的模态...

18492906662：模态分析的介绍
滑盲答：模态分析是研究结构动力特性一种近代方法，是系统辨别方法在工程振动领域中的应用。模态是机械结构的固有振动特性，每一个模态具有特定的固有频率、阻尼比和模态振型。这些模态参数可以由计算或试验分析取得，这样一个计算或试验分析过程称为模态分析。这个分析过程如果是由有限元计算的方法取得的，则称为计算...

18492906662：模态分析和定义是什么?
滑盲答：模态分析提供了研究各类振动特性的一条有效途径。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...

18492906662：模态&模态分析(2019.12.04)
滑盲答：六、试验模态分析 对被测试件上的各点施加激振力,同时测出其响应;接着用信号分析设备求出激振点与响应点之间的传递函数,如果要求振动模态,尚需对试件上的各点反复地求出传递函数;然后进行曲线拟合,识别得出固有频率、模态刚度、模态阻尼、模态质量和模态振型等参数;最后根据所得到的模态参数,在显示屏幕上将振动...

18492906662：请问模态分析的目的是什么呢?
滑盲答：目的：提高结构的特征频率，这个手段就是为了改变、优化设计尺寸和设法减小结构的质量。模态分析的最终目标是识别出系统的模态参数，为结构系统的振动特性分析、振动故障诊断和预报以及结构动力特性的优化设计提供依据。比如dmd当中就要注意频率问题，避免与气流共振，风洞试验就是测试这种力学结构问题的。

18492906662：模态分析技术具体是什么?
滑盲答：模态分析用到了线性系统中最基本的性质---齐次性: 如果假设系统对于激励a的响应是x(a)，激励b是x(b)，那么系统对于激励c*a+d*b的响应便是c*x(a)+d*x(b)。我们在学习振动理论的时候，我们通常都是要从单自由度系统出发，对于单自由度系统的性质，比如无阻尼振动频率，有阻尼振动频率，共振...

18492906662：如何自学模态分析的相关知识?
滑盲答：模态分析（ModalAnalysis）是结构动力学中的一个重要概念，主要用于研究结构的振动和应力响应。以下是一些自学模态分析的方法：学习基础理论：**首先，你需要对结构动力学、振动理论以及线性代数有深入的理解。这些是理解模态分析的基础。你可以通过阅读相关的教科书或者参加在线课程来学习这些知识。阅读专业文献...

18492906662：模态分析得到的是什么?
滑盲答：事实1：ANSYS模态分析的结果是国际单位，就是频率，不是圆频率。事实2：固有频率的定义是“振动系统自由振动时的圆频率”（《机械振动》，张义民，清华大学出版社）。推论：严格的说，“所有的文献资料都说模态分析求的系统的前几阶固有频率”论断是不准确的，做的结果是正确的。不过F频率和w圆频率都...