结构动态模态分析实验讲义Word文件下载.docx
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道；
触发参数栏中选择力锤通道为触发通道；
几何参数中设置测点所在的坐标系和方向；
通道子参数中设置力锤的灵敏度、测量的工程物理量单位；
通道参数：
通道状态（需要用到得通道调成“对号”不用的调成“叉号”）。
通屯号
i甬通伏态
1J
5-1
■
5-2
5-3
V
5-4
5-5
./
诵用輕沛I磁翌數几何聲數
电压测羞电圧测里电压測便电ffi»
®
电压测更电&
测st电任刘虽电压刘虽电压测里
报書T限（一级）
000
000000
图1.3.1通道参数栏
“窗类可选择有矩形窗、汉明窗s平顶窗、汉宁窗*力窗、指数窗.窗国数是为减少因非整周期截断而引起的能竄“泄漏”采取的修止.
窗宽冷只有当窗类盘为“力窗”或“猜数窗”时，窗宽町修改，从i伯改善加窗后穴娥据处理效果口窗宽显示为一百分数，在百分数上双击鼠标左键可修改複宽，弾出如下肚设賈窗宽…粮窗口。
触发参数：
参加触发的为力锤通道，为“对号”其他都为“叉号”触发量级10%指的是，力锤产生的电压大于该通道量程10%时，才会触发系统工作采集数据，这里需要合理设置通道量程和触发量级，避免误触发或者触发门槛过高无法采集。
通道号
5-1I
5*2I
5-7
5T
5-10
通用蚩数
X
咋辟咋
趙追子埜数
图1.3.2触发参数栏
几何参数
車页面内的齐项参数主要是为了做模态分析而设置的，具体的各项参數的怠义和设置内容，请参阴有尖模态分析的文档。
模态信息用丁输入每个测星通遺所对应的测点号、测试方向以及几何建模所采用的坐标系。
最好使后续模态分析时建模的坐标系以及方向与先前设置的方向一致，便于将结果尖联到模型的节点中。
参考标识一般选择力锤通道，因为力锤信号是输入信号以力锤信号为参考可求得导纳即频响函数）
通用参数〕触发参数几何蟄数标定信息通道子蚩藪
面首号观点号一坐标系丨方向参考标识
R+R+R+旧R+R+
I—
柱
獅R+R+R+
盛标:
挫吨坐7
柱坐标
图1.3.3几何参数栏
标定信息：
这里是对某些信号特征未知的传感器进行标定，获取其频域特性曲线，用一条多项式曲
线进行拟合。
但由于传感器的上限分析频率很高，一般实验的频率范围不会都在传感器的正常工作范围，即频域特性曲线为一条平直线，因而不需要
5-9
2
1
QJ
图1.3.4标定信息栏
通道子参数:
"
用參數
触发蜃数
几何蚤数标定信息通道子蜃娄
诵道号
工程单位
灵颐度GnV/EU）
重程范围m
1釈1令米刑
稅分单位
输人方式
抗混滤波
上限频率
N
0.403
2481.4
HIFAC
OK
FASS
in/z'
5.18
386.1
无阳
ICF
ON
5-3-S
m/s'
4.97
402.4
ICP
m/EM2
5.07
394.5
无稅分
in/s'
S
5.12
390.6
PASS
5-6
16
387.6
5-T
无禾日也
nirjic
5-8
mV
10
1000
lUkH:
5-9-
无#唸
lOldiz
无題分
10kHz
图1.3.5通道子参数栏
这里是测试软件最主要的设置区域，包括工程单位、灵敏度、量程范围、输入方式、上限频率。
力的工程单位（EU）为（N）、加速度工程单位为（m/sT）。
传感器的灵敏度单位为mv/EU，即毫伏每工程单位。
量程范围决定了测量结果所能被采集的最大值，敏度*最大量程范围二动态信号测试分析仪的供电电压。
测量结果在所设置量程范围的80%左右误差最小，但不能超过最大量程，否则数据采集仪会亮红灯警告。
可以反复试验，调整量程范围到一个合理的值。
DIF_DC指该
通道接的是电荷放大器输出信号，本实验中不用；
ICP表示传感器测量数据本身属于电压型；
上限频率为pass指不设置上频率频率。
lEPE（ICP）式倍感辭：
I此类传感器的灵敏度单位是mV/EU其屮EU表示该传感器测量的工程单位，这种餐感器需要逋道支持ICP适调。
仪器测得鹫感器输出的矽乐舎号,根据传感器的灵敏度•我们可以得出传感器测得倍号的大小；
压电式传感器J此类传感器的灵竦度单位是dCZEU•苴中EU表示该传感器测呈的工程单恆，I该传感器接入仪器需要便用电荷适调器J电荷适调器将传感器输出电荷信号转化为电压信号，仪器测得该电压信号尸根据传感毬的灵敏度尸我们可以得出件感器测得信号的大小；
3、点击上侧菜单中的增加窗口，在主窗口中增加适当的窗口显示测量数据。
平铺窗口，分别右键各个窗口设置显示数据类型。
可选择的类型为通道时间曲线、频响函数、相干函数等。
4、在分析参数中选择分析频率，采样方式先选择连续，平衡及清零通道，点击右侧的启动采样，开始采样背景噪声。
发现背景噪声有50Hz的信号干扰时，信号测试分析仪需要接地线，50Hz的信号干扰消失。
点右侧停止测量键，背景噪声测试完毕后，保存。
5、在分析参数中选择分析频率，采样方式选择瞬态，平衡及清零通道，点
击右侧的启动采样，力锤敲击激励点，观察各个窗口中的数据曲线，主要有以下要求：
所有曲线不超量程、力锤脉冲曲线无连击、相干函数接近1。
获得一个初始平缓之后出现脉冲的典型波形，有利于观察信号初始时刻是否为0,采集结束
时是否衰减为0。
而信号采集一般从脉冲信号出现时才开始进行，故需要在脉冲信号前加上一定延迟时间，通过设置延迟点数（常选100）来达到，平均次数3,线性平均。
测量时勾选预览平均，这样3次测量时每次都会弹窗提示是否保存该次测量数据，根据测量数据好坏选择是否保存该次测量数据。
（另外还有其他的
平均方式，由不同实验需求而定）
1•4接线（本次实验中无需接电荷放大器）
加速度传感器，一端通过水晶头贴在壳体测点上，另一端通过导线连接在；
力锤，通过导线连接在动态信号测试分析仪通道上，动态信号测试分析仪，通过网线与电脑相连。
电曲线
电衙放大越
电前
图121模态试验仪器连接示意图（本次实验中无需接电荷放大器）
5-6.tf
5-2.tf5心
对54H
55tf
•5数据处理
数据处理时不需要连接测试设备便可以离线
的的数据是文件夹下面的*.tf文件。
在主文件夹下
筛选出数个加速度传感器对应的・tf文件。
在做实验时，用到了1个加速度传感器，且敲击点一共有m个，根据互易定理，相当于用力锤敲击布置加速度传感器处，而得到对应1组m个响应的加速度值。
然后从中得到试件的模态，进行下一步研究。
测点布置（力锤敲击点）原则
本次模态实验对象，前三阶振型长短板方向最大半波数均不大于点时，测点要避免布
置在二等分点、四等分处，该处可能相应幅值为得结果不佳。
本次试验长边划分7
份，短板划分5份，满足要求。
2o布置测
°
导致获处理数据所用的的软件如右上图所示。
八
思路为：
新建一个工程文件结构文件一一数据文件，得到模态参数文件。
结构文件：
结构文件主要由：
结点、线、平面、子结构构成。
在模态分析软件中利用建模模块获得。
在建结构模型后，再赋予结构节点测点号，这个编号要与后面导入的数据文件的实际试件测点编号要一致对应，方便后面数据分析。
（结点号是用该软件建
模得到的节点编号，测点号是对导入数据的编号，默认为通道编号，对于多点激励单点测量，所有数据编号都是一样的即通道号，故而需要我们修改。
先将结点指定一个测点编号，再将与结点对应的划线编号的测量数据指定同一个测点编号，这样就实现的数据对应导入。
触L2340ETJ91OH12131415一617二S192O21（L23242526,28293O313233S435T3733394O414243
I5^8DU8988・H868e8a088B8・H8avsoo8338・uu8B
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§
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0000s•§
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0.QO0.00
第点■蘋鱼丢点启I
图1.5.1结构模型测点编号
数据文件：
（是各测点对力归一的频响函数）
数据文件就是采集的文件*tf。
首先新建一个数据文件，然后导入数据
『量数携号
3
4
5
6
7
8
9
11
12
13
14
15
17
测点rJ測量方向I测量批次|测量通道号
3E+一
3R+
R+R+R+R+R+R+
R+R+R+R+R+R+R+R+R+
文件名
F:
\试殓数据\53tf\A015-l,5-3.tfF:
\试徳數据\53tf\A025-l,5-3,tfF:
\试验数据\53tfUOSS-l,5-3.tfF；
\试验数18\5-3.tf\A045-l,5-3.tfF:
\试验數掳\5・3.tf\A055-l,5-3.tfF:
\iS验數掳\5-3.tf\A065-l5-3.tfF;
\试验数据\&
■乩tf\A075-l,5-3.tfF:
\.试验数据\5■乱tfXAOSS-l,5-3.tfF:
\1S验數据tfUOab-l,5-3.tfF:
\试殓数擔\5-3—tf\A105-I,5-3.tfF:
\试验數据\5■乱tf\AI15-1,5-3,tfF:
\试验数掳\5-3.tf\A125-l55-3.tfF:
WSIiq\5-3.tfXAISB-h5-3.tftf\AI45-115-3.tfF:
\试殓數掳\L3.thA155-l55-3.tfF:
\试髓数据\5丄.tf\A165-l,53tfF:
\试验数据\53tfXAITS-l,53tf
图1.5.2数据文件测点编号测点号与文件一致对应。
模态参数文件：
（此结果仅为范例）
113.22
031
14038
0,23
231.63
0.40
243.53
0.18
245.97
1.05
286.56
0,26
289.00
0.90
B
290.22
138
图1.5.3模态参数文件
在得到模态文件后，通过插值可以得到结构模态云图，部分云图如下图所示（此图形仅为范例）
Tr^qriaafYl*MpinA
J'
yp、•’1nAllpin.
图1.5.4结构模态云图
1.6软件的一些说明
分析频率：
频域范围。
采样频率/分析频率二2.56
采样频率：
随着分析频率改变。
延迟点数：
可以根据延迟点数计算出，响应延迟的时间。
延迟时间伍）二延迟点数/采样频率。
分析点数（时域点数）：
可以根据分析点数计算出采样时间o采样时间但）=分析点数/采样频率
谱线数（频域线数）：
随着分析点数变化，指的是采样时间内，频域范围。
谱
分析蜃数!
设备信息I
采样频率丽；
I
分析频率匚95kH工“
触岌
I延迟点数工平均方式廊
乖均二1平曲次数〕&
祁柬点数I沙3附一二I
采样趣畦二
线数二分析频率*分析点数/采样频率（这里的谱线数应该是有效谱线数，即频域线数二时域点数/2.56）。
举例：
1.95kHZ
5kHZ，1.95k*2.56=4.992k
100，计算出延迟时间为
100/5k=0.02s
分析点数：
16384计算出采样时间为
16384/5k=3・2768s
谱线数：
6400，6400=1.95k*16384/5k=6389,
16384/2.56=6400
采样方式：
连续（测量白噪声（背景噪
声））、瞬态（测力锤响应）
触发方式：
信号触发
平均方式：
线性平均
平均次数：
4次。
（预览平均），方便取舍每次敲击的数据
%
厂预览平均
频域线敎e—3n
釆样批次卩
瀑布圏參数谱记录數莎
T:
3.27b8s
AF:
0.3052Hi
AT;
0.2000ms
则点号编揖
镀晝I顧I谨画宜信息
左图最下面
T表示采样时间：
3.2768s,与计算结果匹配AF指所131频域图，频率间距为0.3052HZ。
AF=1/采样时间AT指所画时域图，时间间距为0•加s°
at=i/采样频率
附件
1模态试验仪器图片
图1.1力锤示意图
（a）动态信号测试分析仪面板
（b）动态信号测试分析仪背部
图1.3动态信号测试分析仪
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