PCB传感器以及模态试验力锤与激振器
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【专家答疑】如何选择模态激励方式:力锤和激振器问题:结构激励可以通过使用力锤和激振器两种方式来实现。
哪种方式是最好的选择?回答:结构激励以及如何最好地实现是许多行业技术论文的主题。
为了获得最好的效果,用户最好先查阅相关文献。
本文仅仅是一些基本介绍:模态力锤(如Endevco? 2302系列力锤)也许是获得结构性激励最常见的仪器。
模态力锤是最方便的工具,需要极少的设置时间。
尽管对于许多结构也可以实现高测量精度,力锤主要是用于获得粗略数据。
模态力锤对某些参数如频率响应和输入力的控制还有一定的局限性。
例如,力太大会使结构位于非线性区域。
Endevco2302系列模态力锤符合人体工程学设计,允许用户更好地控制力锤并减少“双击”的次数,并且具有加速度补偿以提高数据准确性。
使用激振器提供结构激励,设置更复杂,然而也有额外的优点,如图1所示。
激振器提供一个可控力,并且可以在非常高的频率下操作。
通过扫频同时监测其响应,用户使用激振器可以准确方便地确定结构的固有谐振频率。
此外,更高频率激振器允许用户评估设计的测试结构的更小尺寸模型。
模态力锤的上限频率约为8kHz,而压电激振器,如Wilcoxon公司的F7-1型激振器,可提供高达80kHz频率。
较大的结构表现出局部模态,因此需要在几个部位施加力以充分地激发所有模态。
由加速度传感器和力传感器组成的阻抗头,可以观察与结构接触点的力和响应。
这个接触点被称为驱动点阻抗,并通过上述两个信号取得的传递函数导出。
通常复杂的结构在同一频率下表现出双重模态,这种现象通常称为“重根”。
可以通过使用多个激振器这些模态进行分离,因为每个模态将显示出其固有的不同的相角。
对于某些结构,如塑料和复合材料,力锤敲击更容易对其造成损坏,从而优先选择激振器作为激励源。
图1一种结构激励系统,包括Wilcoxon公司的F10型激振器与阻抗头。
该激振器需要功率放大器和信号源方可正常工作。
PCB板振动测试标准引言在电子设备制造过程中,PCB板(Printed Circuit Board,印制电路板)的振动测试是一个重要的环节。
振动测试旨在评估PCB板在使用过程中的可靠性和稳定性,以保证其能够正常工作并长时间服役。
本文将探讨PCB板振动测试的标准和相关内容。
PCB板振动测试的重要性振动是指物体在固定点周围作往复运动的现象。
在实际应用中,许多电子设备都会受到外部环境的振动影响,如机械振动、音波振动等。
这些振动可能会对PCB板的连接可靠性、电子元件的性能和结构的稳定性带来潜在影响。
因此,振动测试是必要的,以评估PCB板的可靠性,预测其在实际使用中的寿命。
PCB板振动测试标准的意义1.标准化:制定统一的振动测试标准可以确保测试结果的一致性和可比性,方便不同厂家和实验室之间的比较和交流。
2.产品优化:通过振动测试可以发现PCB板在特定振动条件下的弱点和不足,从而改进产品设计和制造工艺,提高产品质量和可靠性。
3.技术创新:振动测试标准的制定促进了相关技术的发展与创新,为电子设备制造行业提供了技术支持和参考。
4.保证安全性:振动测试标准的制定可帮助制造商降低产品故障率,确保其在正常使用过程中不会产生危险。
PCB板振动测试标准的内容和要求1. 振动测试方法振动测试一般采用模拟实际使用条件下的振动环境,可以通过机械振动台或电磁振动台进行。
振动测试方法应包括测试设备的选择与设置、振动频率和振动幅度的确定等内容。
1.1 测试设备选择与设置选择合适的振动测试设备是保证测试结果准确可靠的前提。
测试设备的选择应根据被测PCB板的尺寸、重量和测试要求等因素进行。
同时,测试设备的设置要符合标准要求,包括台面平整度、振动台支撑方式和振动方式等。
1.2 振动频率和振动幅度确定振动频率和振动幅度是振动测试中的重要参数,应根据PCB板的应用场景和使用条件进行确定。
常用的振动频率范围为5 Hz至2000 Hz,振动幅度一般用加速度(m/s^2)或位移(mm)表示。
锤击法模态测试流程锤击法模态测试可是个挺有趣的事儿呢,我来给你好好讲讲这个流程哈。
一、准备工作。
咱们先得把要用的设备都找齐喽。
像力锤这可是关键的家伙事儿,就像厨师的锅铲一样重要。
它有不同的锤头,咱得根据测试对象的特点来挑。
然后还有加速度传感器,这就像是测试对象的小耳朵,能把那些振动的信息都收集起来。
再就是数据采集仪啦,它负责把传感器听到的那些信息都记录下来呢。
除了设备,测试对象也得准备好呀。
要把测试对象放在一个相对稳定的地方,不能让它在测试的时候晃来晃去的,不然测出来的数据可就乱套了。
比如说要是测个小零件,就得把它稳稳地固定在一个夹具上。
要是测个大家伙,像大型机械结构啥的,那也得保证它周围没有太多干扰的东西。
二、传感器的安装。
传感器安装可是个细致活。
咱们得找个合适的地方把加速度传感器贴上去或者固定好。
这个地方呢,最好是能比较准确地反映测试对象的振动情况。
比如说如果是个梁结构,那可能在梁的中间或者两端安装传感器就比较合适。
安装的时候要小心哦,不能把传感器弄坏了。
要是不小心把传感器搞坏了,就像战士上战场没带枪一样,整个测试就没法好好进行啦。
而且要保证传感器和测试对象接触良好,这样它才能准确地感受到振动呢。
三、力锤的敲击。
力锤敲击这一步很有讲究呢。
咱们拿力锤敲测试对象的时候,不能乱敲一气。
要选择合适的敲击点,一般来说呢,要均匀地在测试对象的不同位置敲。
敲的时候力度也得控制好,不能太轻,太轻了传感器可能都感觉不到振动的变化;也不能太重,太重了可能会对测试对象造成损伤,就像你打一个小宠物,下手太重可不行。
而且每次敲击的方向也要尽量保持一致,这样测出来的数据才更有可比性。
四、数据采集。
当我们用力锤敲的时候,数据采集仪就开始工作啦。
它会把传感器传过来的振动信号和力锤敲击的力信号都记录下来。
这个过程就像是一个小秘书在认真地做会议记录一样,不能出一点差错。
要保证采集到的数据是完整的,没有丢失或者错误的部分。
在采集数据的时候呢,可能还需要设置一些参数,像采样频率这些,要根据测试对象的特性和测试的要求来设置好,不然采集到的数据可能就不准确啦。
模态分析⽅法分类模态分析⽅法主要分三类,分别是试验模态分析EMA、⼯作模态分析OMA和⼯作变形分析ODS。
试验模态分析(Experimental Modal Analysis,EMA),也称为传统模态分析或经典模态分析,是指通过输⼊装置对结构进⾏激励,在激励的同时测量结构的响应的⼀种测试分析⽅法。
输⼊装置主要有⼒锤和激振器,因此,试验模态分析⼜分为⼒锤激励EMA技术和激振器激励EMA技术。
激振器激励EMA技术根据激振器的数量⼜分为单点激励多点响应测量技术(SIMO)和多点激励多点响应测量技术(MIMO)。
单点激励多点响应测量技术是指仅使⽤⼀个激振器固定在某测点位置激励结构,测量所有测量⾃由度的响应,经过FFT变换计算频响函数(FRF)。
多点激励多点响应测量技术是指使⽤多个激振器激励结构,测量所有测量⾃由度的响应,经FFT变换计算多输⼊多输出下的频响函数(MIMO-FRF)。
多点激励多点响应测量技术具有输⼊能量更均匀、数据⼀致性更好、能分离出密集模态和重根模态等优点,⼀般在⼤型复杂或轴对称结构模态试验中采⽤该⽅法,效果更理想。
⼒锤激励测量技术分为单参考点锤击技术(SMRT)和多参考点锤击技术(MRIT)。
单参考点锤击技术⼜分为⼒锤固定和⼒锤移动两种⽅式,⼒锤固定时是指⼒锤固定在⼀个位置进⾏锤击,多个响应传感器⼀次或分批次测量结构的响应。
该⽅法同时也属于单输⼊多输出测量技术(SIMO)。
当⼒锤移动时,根据传感器的数⽬,⼜分为单输⼊单输出和单输⼊多输出。
固定的响应传感器为1个时,此时⼒锤移动遍历所有测点,那么时此,对应的是单输⼊单输出⽅式(SISO)。
当固定的传感器数⼤于1时,⼒锤移动遍历锤击所有测点,此时对应的是单输⼊多输出⽅式(SIMO),该⽅式可⽤多输⼊多输出模态识别技术进⾏模态参数识别,能分离出密集模态和重根模态。
⼯作模态分析(Operational Modal Analysis,OMA),也称为只有输出的模态分析,⽽在⼟⽊桥梁⾏业,⼯作模态分析⼜称为环境激励模态分析。
pcb板振动测试标准
PCB板振动测试是为了检测PCB电路板在振动环境下的可靠性,能够模拟PCB板在运输、使用和安装时所遇到的振动情况,进而提供PCB板的可靠性和耐久性的保证。
PCB板振动测试主要包括以下三个方面:
1. 振动测试方法
振动测试方法分为机械振动测试和电子振动测试。
机械振动测试是将PCB板放置在振动台上,通过振动台上的振动器产生一定频率和幅度的振动,模拟PCB板在使用过程中所遇到的振动环境。
电子振动测试是利用声音、电磁波等电子信号进行振动模拟,可以快速、准确地模拟出PCB板在振动环境下的情况。
2. 振动测试标准
振动测试标准主要包括ISO、IEC、MIL-STD等国际标准和JIS、GB等国内标准。
这些标准规定了振动测试的方法、测试设备、测试条件、测试结果的评估等方面内容,能够确保振动测试的准确性和可靠性。
3. 振动测试参数
振动测试参数主要包括振动频率、振动幅度、振动时间等。
振动频率一般取决于振动环境,例如在运输中PCB板会遇到较高的低频振动,而在使用中则会遇到高频振动。
振动幅度通常通过振动台的调节来控制,可以控制振动台的加速度和振动幅度。
振动时间会根据实际情况来确定,可以进行长时间的连续振动测试或短时间的冲击振动测
试。
总之,PCB板振动测试是确保PCB板可靠性和耐久性的重要环节,通过振动测试能够提前发现PCB板的问题并进行改进,最终提高PCB 板的质量和可靠性。
PCB振动传感器工作原理1. 引言振动传感器是一种用于测量物体振动的设备。
它可以将物体的振动信号转换为电信号,通过信号处理和分析,可以获取有关物体振动的各种信息。
PCB振动传感器是一种常见的振动传感器,它采用了PCB(Printed Circuit Board,印刷电路板)技术,具有体积小、重量轻、响应速度快等特点,广泛应用于工业、交通、医疗等领域。
本文将详细介绍PCB振动传感器的工作原理,包括传感器的结构、工作原理和信号处理方法等。
2. PCB振动传感器的结构PCB振动传感器由以下几个主要组成部分构成: - 振动敏感元件:通常为压电陶瓷片或压电晶体,负责将物体的振动转换为电荷或电压信号。
- 前置放大器:负责放大振动敏感元件产生的微弱信号,以便后续的信号处理。
- 过滤器:用于滤除传感器输出信号中的杂散噪声。
- 放大器:负责进一步放大经过滤波器处理后的信号。
- 输出电路:将放大后的信号转换为可读取的电压或电流信号。
3. PCB振动传感器的工作原理PCB振动传感器的工作原理基于压电效应。
压电效应是指某些晶体或材料在受到压力或力的作用时,会产生电荷或电势的变化。
PCB振动传感器中的振动敏感元件通常采用压电陶瓷片或压电晶体。
当物体发生振动时,振动会传递给PCB振动传感器的振动敏感元件。
振动敏感元件会受到物体振动的作用,产生应变。
由于压电效应的存在,应变会导致振动敏感元件内部的电荷分布发生变化,从而产生电荷或电势的变化。
PCB振动传感器中的前置放大器会将振动敏感元件产生的微弱信号放大,以便后续的信号处理。
放大后的信号经过过滤器滤除杂散噪声,然后进一步放大。
最后,输出电路将放大后的信号转换为可读取的电压或电流信号。
4. PCB振动传感器的信号处理方法PCB振动传感器的信号处理方法主要包括滤波和放大两个步骤。
4.1 滤波滤波是为了滤除传感器输出信号中的杂散噪声。
常见的滤波方法包括低通滤波、带通滤波和高通滤波。
锤击法在模态分析技术中的研究摘要:本文重点介绍了试验模态分析的基本理论和试验建模的基本方法。
并通过一个具体的实例说明了锤击法在结构试验模态分析中的具体应用及其特点。
主题词:力锤,试验建模,模态分析1.引言振动测试与分析的是研究结构振动的一种重要的实验方法。
模态分析是振动测试与分析的一种,它主要是通过某种激励方法,使试验对象产生一定的振动响应,继而通过测振仪器直接测量出激励与系统振动的响应特性或直接测量被测对象运转时的振动特性;然后通过一定的信号处理方法,如统计分析、谱分析、相关分析、频响函数分析等,进而确定被测对象的模态参数,如固有频率、阻尼比、振型等。
模态参数为结构物的固有参数,通过它就可能预言结构在某个频段内,在内部或外部各种振源作用下的实际振动响应,从而为结构的动态设计及故障诊断提供重要依据。
结构动力学研究中实验模态分析是一个重要的方面,而实验模态分析技术的基本过程为频率响应函数的测量和参数识别。
必须同时测出使结构产生振动的激励信号和结构的响应信号,才能得到频率响应函数。
激励的方法通常采用激振器和用锤头敲击。
锤击法相对来说设备简单,使用操作方便,特别适用于现场实验,因而应用范围越来越广泛。
1.锤击法的介绍2.1锤击法的基本原理对结构输入一个脉冲的力信号,激起结构微幅振动,同时测出力信号和响应(f),响应信号的自功信号(位移、速度、加速度)。
求出力信号的直功率谱Svv率谱Sxx (f),和力与响应信号的互功率谱Sv x(f)。
即可得出频率响应函数H(f)和相关函数rFx(f)。
(1)(2)单位理想脉冲,冲击持续时间为无穷小,用数学中的狄拉克函数表示为(3)它的傅里叶变换为(4)在锤击过程中由于材料的弹性,冲击持续时间不可能为无穷小,而是有限时间 ,因为脉冲力也不可能为无限大。
假定冲击过程中相互撞击的材料力为理想弹性体,其数学表达式可近似写作(5)它的傅里叶变换为(6)自功率谱函数(7)总能量W(8)2.2锤击法的注意事项2.2.1传感器的选择和安装由于传感器应用十分广泛,类型多种多样,在各行各业都有应用。
【实验技术】汽车驱动电机模态实验引言随着纯电动汽车的快速发展,驱动电机得到了越来越广泛的应用,电机结构如图1所示。
对于驱动电机而言,它带来便利的同时,也恶化了汽车的驾乘体验,其电磁噪声一直是各大车企和科研院所攻坚克难的对象。
电机气隙中的电磁力首先作用在定子齿表面,经过定子传递至机壳,引起机壳产生振动并向外辐射噪声。
模态分析是研究机械结构固有特性的一种常用方法,根据电机结构模态可以预测和控制电机的振动噪声。
本实验对一电机外壳、定子(铁芯+绕组)和定子进行自由模态实验分析。
图1 汽车驱动电机结构1 实验目的通过激振器激励电机部件,加速度计拾取振动响应,利用软件计算分析,获得汽车驱动电机模态结果。
2 参考标准执行行业或企业标准。
3 实验场地模态实验室,如图2所示,具备有叉式举升机、空气弹簧、弹力绳等辅助设备。
图2 模态实验室4 数据采集系统(1)西门子TestLab数据采集分析系统:最大采样率为204.8KHz;总体动态范围≥150dB,任意通道间干扰≥-120dB;每通道最大分析带宽不低于90kHz;输入幅值精度优于0.2%@1kHz,相位匹配:优于0.2°@1kHz。
(2)PCB三向振动传感器:HT356B21,灵敏度10mV/g,量程±500g pk,频响范围2to10000Hz,温度范围-54 to 141℃,质量4g。
(3)MB激振器:MODAL 50,强制风冷时额定正弦推力:≥220N;自然冷却时额定正弦推力:≥110N,激振器的最大行程:≥25mm;激振器运动部件重量:≤0.25Kg;激振器的工作频率范围:DC-5000Hz;激振器自身的一阶共振频率:>6000Hz。
(4)其它设备:胶水、胶带、扳手等辅材。
5 实验布置模态实验中的激励方式有两种,力锤和激振器,测试过程示意图如图3所示。
图3试验模态测试示意图本实验选择激振器激励的方式,利用弹力绳对汽车驱动电机部件进行悬吊,以此来模拟自由状态。
实验1 简支梁模态测试1.1实验原理通过模型振动试验测得结构的自振频率有很多方法,用锤击法测出结构的自振频率是一种比较经济、理想的测振方法。
这种方法可实现多点激振(用力锤对多点敲击)和单点响应(一只加速度计),在计算机上实时显示锤击频响曲线,通过多次叠加平均计算出每个锤击测振点的传递函数、自功率谱、互功率谱、相干函数和傅立叶谱。
1.2实验目的(1) 实现多点激励(力锤锤击)单点响应(加速度响应)功能。
(2) 实时显示锤击力信号和加速度响应信号。
(3) 实时计算各测点的频谱。
(4) 六种频谱显示功能:幅值、相位、实部、虚部、幅值+相位、实部+虚部。
(5) 屏幕显示曲线光标读数功能。
(6) 动画显示简支梁模态。
1.3实验仪器主要的实验仪器:(1)力锤(带力传感器)(2)一只加速度计图1.1 力锤图1.2 加速度传感器(3)双通道电荷放大器(4)USB数据采集仪(同步采样)(5)台式计算机图1.3 电荷放大器和数据采集仪1.4实验步骤1.4.1.实验仪器布置和连接加速度传感器放置在1/4梁处,位于锤击点7和8之间。
图1.4模态测试实物图图1.5锤击点分布1.6程控电荷放大器参数1.4.2设定程控电荷放大器参数图1.4.3锤击试验1).锤击试验流程:①选择锤击点,锤击测振逐一测点进行,根据试验需要任意选择测点。
②清除,表示是否继续本测点的锤击测振,选择“清除“是把上次的锤击计算平均结果清除,开始新的锤击测振;选择“不清”则继续锤击测振。
③示波显示,按“示波显示”键,开始示波,这时可观察锤击信号和加速度响应信号的幅值是否合适?在没有锤击时,信号是否为零?如信号不在零线,那么需要清零。
准备锤击,按“准备锤击”键开始锤击,这时程序等待锤击激励信号。
⑤锤击、多次平均,当锤击信号的幅值超过触发阀值时,锤击激励信号和加速度响应信号会被捕捉到,然后自动开始计算传递函数等,并进行多次平均计算。
⑥锤击点1和10位于固定端,测试时不敲击。
PCB传感器包括:动态力、动/静态压力、加速度/速度、应变载荷力、扭矩、转速、声学等传感器及压力、振动校准系统。
PCB 加速度传感器352A25,353B16,352A73,353B17压电陶瓷剪切ICP 加速度计具有体积小、重量轻(最小0.2克)、附加质量影响小的特点。
应用于高灵敏度振动测量、高频振动测试、NVH 研究等量程有50g 500g 1000g 2500g 5000g。
PCB 加速度传感器352C33,352C04,353B15,352C67 精密石英剪切ICP加速度计应用于:振动测量、产品测试、结构测试、恶劣环境中的测试、脉冲测量、振动控制等量程50g 100g 250g 500g 1000g。
PCB 加速度传感器356A16,356A01,356B11,356A71 三轴加速度传感器三轴加速度计可同时进行X、Y、Z 轴测量,应用于发动机振动测量、NVH 研究、模态分析、路况测试、飞行测试、包装测试等。
量程5g 、10g 、50g 、100g 、200g 、500g 、1000g、5000g。
冲击PCB加速度传感器350A14,355B12,320C15,357B22电荷型输出加速度计主要应用于高温振动试验、冲击测试、环境实验箱、飞机发动机振动测试、热动力和热传递设备测试、电机、泵和压缩机等振动检测。
电荷式加速度计可兼容电荷放大器和在线放大器,适应482℃的高温环境。
测量范围150g 500g 1000g 1500g 2000g 2300g。
PCB 356B41 三轴坐垫加速度传感器陶瓷剪切结构电压输出型;测量范围±10 g pk 灵敏度100 mV/g 分辨率(1 to 10000 Hz) 0.0002 g rms 频率范围0.5 to 1000 Hz 接头形式1/4-28 4-Pin 重量180 gmPCB130E20传声器,ICP集成放大器麦克风传感器, 45mV/Pa, BNC 连接。
锤击法模态试验中移动力锤和移动传感器两种方法比较锤击法模态试验,对比移动力锤固定传感器和移动传感器固定力锤两种方法优缺点锤击法模态试验可以分为两类:移动力锤固定传感器和移动传感器固定力锤。
每种方法都有各自的优点和缺点。
在一个方向上用PCB单轴加速度传感器做模态锤击试验,模态软件采用晶钻仪器模态分析软件EDM-Modal,当我们采用移动力锤固定传感器方法时得到频响函数FRF矩阵的一行,当采用移动传感器固定力锤方法时得到FRF矩阵的一列。
当得到FRF矩阵的一列时,我们可以交换每个FRF响应和激励的位置,从而得到FRF矩阵的一行。
接着用曲线拟合一列FRF矩阵元素,可以求得试验结构的模态参数。
然而,一些测试使用多个加速度计或在多个方向测量数据。
尽管基本原理和采用一个单轴加速度传感器相同,但在进行试验时必须确保FRF矩阵有完整的行或完整的列。
如果所得到的FRF矩阵不包含完整的行或完整的列,则无法得到结构的固有频率、振型和阻尼。
一个单轴和三轴加速度传感器的不同的锤击试验方法1.移动力锤固定传感器响应测量点固定在图1点3,力锤可以敲击整个结构任意位置。
这种方法的缺点是测量时间长。
另一个缺点是难以激励起复杂的被测结构的模态。
这种方法的优点是不会引入的附加质量效应。
图1 移动力锤试验2.移动传感器固定力锤激励点固定在图2点1,加速度传感器可以在整个结构上移动。
这种方法有助于激励起复杂的结构的模态。
如果使用多个加速度传感器可以缩短试验次数。
然而,移动传感器会引入附加质量效应,影响结果的准确性。
图2 移动传感器试验现在我们来看一个例子,目的是测试结构的三维模态。
获取一个结构的三维模态需要从三个方向获取数据。
1.移动响应点(三轴加速度传感器)固定激励点在固定点(如点1)对结构进行激励,移动三轴加速度传感器,采集结构在x、y和z三个方向上的响应,从而获得FRF矩阵完整的一列。
这个方法的优点是比较容易激励起结构的模态。
然而,移动三轴加速度传感器会产生质量附加效应。
基于锤击法的复合材料层合板振动理论及实验模态分析李菊峰;杨涛;杜宇;牛雪娟【摘要】基于实验模态分析理论,构建了复合材料层合板的模态实验理论及测试系统.首先制备了150mm×80 mm×3.75 mm的碳纤维复合材料层合板,通过DH5922N动态数据采集仪提取了加速度传感器以及力锤所感应到的频响函数及激励信号.将频响函数导入DHDAS动态信号分析系统后获得复合材料层合板一阶及二阶固有频率分别为323.103和656.180 Hz,并测得对应频率下的各测点振型.结果表明,利用本文所提出的实验理论及所用设备可精确提取复合材料层合板的模态信息.【期刊名称】《宇航材料工艺》【年(卷),期】2017(047)001【总页数】5页(P25-28,36)【关键词】复合材料;模态测试;模态振型;固有频率【作者】李菊峰;杨涛;杜宇;牛雪娟【作者单位】天津鼎华检测科技有限公司,天津300350;天津市现代机电装备技术重点实验室,天津300387;天津鼎华检测科技有限公司,天津300350;天津市现代机电装备技术重点实验室,天津300387;天津市现代机电装备技术重点实验室,天津300387;天津市现代机电装备技术重点实验室,天津300387【正文语种】中文【中图分类】TB33文摘基于实验模态分析理论,构建了复合材料层合板的模态实验理论及测试系统。
首先制备了150 mm80 mm3.75 mm的碳纤维复合材料层合板,通过DH5922N 动态数据采集仪提取了加速度传感器以及力锤所感应到的频响函数及激励信号。
将频响函数导入DHDAS动态信号分析系统后获得复合材料层合板一阶及二阶固有频率分别为323.103和656.180 Hz,并测得对应频率下的各测点振型。
结果表明,利用本文所提出的实验理论及所用设备可精确提取复合材料层合板的模态信息。
因为碳纤维复合材料结构的比模量与比强度相对金属材料比较高,热稳定性、耐疲劳性及减震性能好,所以普遍使用在航天航空、汽车、船舶工程、休闲用品等领域[1-2]。
激振器法模态测试操作流程1.设计试验计划:-确定测试目的,例如验证结构设计是否满足振动要求,识别结构的关键模态等。
-确定需要测量的结构部位和振动处理器的布置方式,以便提高测试效率和准确性。
2.准备激振器和测量设备:-选择适合的激振器,一般为电液激振器或电动激振器,并确保其性能满足测试需求。
-准备加速度计和测量数据采集系统,以记录结构的振动响应。
3.安装激振器和测量设备:-将激振器安装到结构表面,并确保其与结构之间的接触良好,通常采用磁吸或夹紧装置。
-安装加速度计,选择合适的位置,并使用胶粘剂或夹具将其固定在结构的关键部位。
4.进行振动台标定:-在测试之前,需要进行振动台标定,以确保激振器和测量设备的性能准确可靠。
标定过程中,可以通过施加一系列已知频率和振幅的激励信号,并记录结构的响应数据来进行。
5.进行自由振动测试:-施加单个频率的激励信号,记为主激励信号,一般为正弦波或扫频信号。
-收集结构的振动响应数据,通常通过加速度计记录。
-根据采集的信号数据,进行频率分析以确定结构的固有频率。
-利用振幅响应数据,进行模态参数辨识,包括模态阻尼比和模态形态等。
6.进行多自由度模态测试:-选择合适的多自由度激励信号,如随机激励或冲击激励信号。
-进行多自由度激励测试,即在每个观测点上施加激励并记录振动响应。
-利用多自由度激励测试的数据,进行模态参数辨识,得到结构的模态阻尼比和模态形态。
7.数据处理和分析:-对实测数据进行滤波和去噪处理,以提高数据的质量和准确性。
-利用相应的数据处理软件进行数据分析,包括频率分析、模态参数辨识和模态形态展示等。
-对测试结果进行评价和解释,根据结构的模态参数,分析结构的振动特性和固有频率分布。
8.结果验证和报告撰写:-对测试结果进行验证,与理论模态分析结果进行对比,以评估测试的准确性和可靠性。
-撰写测试报告,包括测试目的、方法、过程、结果和分析,以及结论和建议。
以上是激振器法模态测试的操作流程,该方法可以帮助工程师了解结构的动力特性,为结构设计和改进提供重要依据。
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。
研究生课程论文(2013-2014学年第二学期)振动测试技术研究生: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。
动态力、动/静态压力、加速度/速度、应变载荷力、扭矩、转速、声学等传感器及压力、振动校准系统。
压电陶瓷剪切ICP 加速度计具有体积小、重量轻(最小0.2克)、附加质量影响小的特点。
应用于高灵敏度振动测量、高频振动测试、NVH 研究等量程有50g 500g 1000g 2500g 5000g。
精密石英剪切ICP加速度计应用于:振动测量、产品测试、结构测试、恶劣环境中的测试、脉冲测量、振动控制等量程50g 100g 250g 500g 1000g。
三轴加速度传感器三轴加速度计可同时进行X、Y、Z 轴测量,应用于发动机振动测量、NVH 研究、模态分析、路况测试、飞行测试、包装测试等。
量程5g 、10g 、50g 、100g 、200g 、500g 、1000g、5000g。
电荷型输出加速度计主要应用于高温振动试验、冲击测试、环境实验箱、飞机发动机振动测试、热动力和热传递设备测试、电机、泵和压缩机等振动检测。
电荷式加速度计可兼容电荷放大器和在线放大器,适应482℃的高温环境。
测量范围150g 500g 1000g 1500g 2000g 2300g。
杭州锐达数字技术有限公司是美国晶钻仪器公司中国总代理,负责产品销售、技术支持与产品维护,是机械状态监测、振动噪声测试、动态信号分析、动
态数据采集、应力应变测试等领域的供应商,提供手持一体化动态信号分析系统、多通道动态数据采集系统、振动控制系统、多轴振动控制系统、三综合试验系统和远程状态监测系统等。