2017年4月,杭州銳達技術工程師在上海某大學,使用EDM Modal實驗模態分析軟件進行模態實驗。
實驗物體是一個車架模型,該車架置于卡丁車上,用來安裝座椅。模型根據原件尺寸進行了縮放而成。利用EDM Modal模態分析軟件的幾何模型編輯功能,技術人員可以在軟件里很容易地建立起簡化模型,由此確定了測量點的自由度(DOFs)。
由于車架結構相對簡單,因此考慮使用錘擊法進行模態分析。此方法需要的設備較少,易于設置,相對試驗用時較少,很適用于簡單結構的模態測量。如下圖所示,先使用彈簧繩將車架模型懸吊在實驗臺架上,使其處于自由自由的邊界條件狀態。在車架正面安置6個PCB單軸加速度傳感器,并連接到美國晶鉆儀器的Spider-80X多通道數據采集儀上。
Spider-80X是美國晶鉆公司出品的一款多通道數據采集儀和動態信號分析儀,單模塊擁有8個輸入通道,配合PC端的EDM軟件可進行數據采集、頻譜分析、模態分析等多種功能。
模態測試試驗采用固定激勵,巡回響應的設置方式。選定固定的力錘敲擊點,在完成6個試驗點后,將傳感器移動到后面6個點,總共采集12個FRF函數。
EDM Modal模態軟件采集完頻響函數數之后,可以進行模態的實時分析,以獲得模態參數:固有頻率,阻尼,以及振型數據。EDM?Modal采用公認的最小二乘復指數法進行模態參數的識別,結合穩態圖,識別的過程一目了然。被測結構的固有物理模態可以從穩態圖上很容易地選取。下面是對此12個頻響函數進行參數辨識得到的穩態圖。
在振型計算完成后,就可以得到完整的模態結果來。結果顯示,該車架模型的一階頻率大約在98hz左右,前五階分別為98.1Hz,136.4Hz,180.7Hz,205.8Hz,240.6Hz。
以下是第一和第二階模態振型,該實驗得到了大學老師的認可,并將會與用戶的有限元分析結果進行對比。