模態(tài)試驗(yàn)是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中非常重要的驗(yàn)證環(huán)節(jié)，既可以驗(yàn)證仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性，也用來確定實(shí)際產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特性。

模態(tài)試驗(yàn)需要專用的采集設(shè)備及軟件，本次試驗(yàn)主要用于驗(yàn)證設(shè)備與軟件在模態(tài)試驗(yàn)工作中的有效性與準(zhǔn)確性，為采購與使用提供參考

試驗(yàn)對象

試驗(yàn)以某型號車燈組件（左右）作為試驗(yàn)對象，研究分析其模態(tài)參數(shù)與振型。測試件如下圖所

試驗(yàn)器材與軟件

模態(tài)測量系統(tǒng)包含了傳感器，采集設(shè)備，輔助工具等。模態(tài)分析系統(tǒng)包含了相應(yīng)的分析軟件。

試驗(yàn)使用的采集設(shè)備是美國晶鉆公司（Crystal Instruments）出品的Spider-80Xi。Spider-80Xi是一款經(jīng)典的模塊化采集設(shè)備，擁有8個(gè)輸入通道，并可以擴(kuò)展。每個(gè)通道具有高達(dá)102.4KHz的采樣率。其雙24位AD技術(shù)通過了美國專利，提供了高精度與高動態(tài)范圍。

在模態(tài)試驗(yàn)中，配合專用的軟件，不僅可以進(jìn)行多種模態(tài)試驗(yàn)方法的數(shù)據(jù)采集，也具備實(shí)時(shí)分析的功能，使得模態(tài)試驗(yàn)的采集與分析過程完全打通。

用于力錘法激勵的力錘，選用的是美國PCB公司的086C03，該型號適用于激勵中大型機(jī)械與部件，其靈敏度為2.25mv/N。

用于采集的加速度傳感器，選用的是美國PCB公司的壓電型單軸傳感器，型號為333B30，靈敏度為100mv/g。傳感器線使用的是長15m的專用屏蔽線。

模態(tài)分析軟件使用的是采集設(shè)備配套的美國晶鉆公司的EDM Modal。EDM Modal包含了采集，建模，參數(shù)提取等模塊，支持Poly-X算法

試驗(yàn)方案

固定在剛性的底座上，模擬安裝狀態(tài)。設(shè)置8個(gè)測點(diǎn)，分布于上表面。按實(shí)體進(jìn)行簡化，簡化為有厚度的圓環(huán)狀物體，用于振型觀察。后期也可以更換為更準(zhǔn)確的實(shí)體模型。

頻率范圍 225kHz，線數(shù)225，不加窗，三次平均。保證激勵信號與響應(yīng)信號完整。選擇橡膠錘頭，力譜在測量范圍內(nèi)衰減程度可以接受。

采用力錘巡回法，力錘遍歷所有測點(diǎn)，各敲擊三次，敲擊力范圍在100~200N內(nèi)。三個(gè)測點(diǎn)布置傳感器，使得一次采集試驗(yàn)可獲得三組獨(dú)立數(shù)據(jù)，避免單一測點(diǎn)漏階。每個(gè)車燈組件都進(jìn)行單獨(dú)兩個(gè)自由度的激勵測試。

車燈組件模態(tài)結(jié)果

振型動畫如下：

分析與改進(jìn)

1、車燈組件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，由多種材料構(gòu)成，因此具有一定非線性。力錘激勵的效果比較一般，使用激振器測試可能會改善FRF曲線的質(zhì)量，更容易識別出密集模態(tài)。

2、由于是初步測量，測點(diǎn)布置數(shù)量不多，對建模更細(xì)化也可獲得更好看的振型動畫。