我們將重點討論試驗?zāi)B(tài)分析必要準(zhǔn)備工作，以確保獲取高質(zhì)量的頻響函數(shù)FRF數(shù)據(jù)。視頻中詳細(xì)說明了如何選擇、擺放、固定測試結(jié)構(gòu)，如何選擇測試點、建立模型，如何選擇傳感器、選擇力錘，如何、安裝傳感器與敲擊力錘等。該教材值得新手推薦學(xué)習(xí)。

如果上面模態(tài)視頻無法正常播放，請點擊訪問： https://v.qq.com/x/page/i0855rcia8c.html

模態(tài)試驗教學(xué)視頻相關(guān)字幕說明：

各位好，我是晶鉆儀器公司的Walter。今天我將討論準(zhǔn)備模態(tài)分析的技術(shù)細(xì)節(jié)。試驗?zāi)B(tài)分析是一個眾多結(jié)構(gòu)振動分析的重要工具。在此我們將重點討論必要的準(zhǔn)備以獲得高質(zhì)量的頻率響應(yīng)函數(shù)FRF數(shù)據(jù)。討論將包括以下幾個方面：測點的位置與方向，傳感器選擇以及測試結(jié)構(gòu)的支撐。

模態(tài)測試的目的是獲取基于被測結(jié)構(gòu)的網(wǎng)格模型的頻響函數(shù)。這一步至關(guān)重要，因為模態(tài)分析的成功取決于測量的頻響函數(shù)信號的質(zhì)量。沒有高質(zhì)量的頻響函數(shù)無論模態(tài)參數(shù)識別算法多么先進(jìn)和強大，都不可能得到可靠的模態(tài)參數(shù)。

在采集數(shù)據(jù)之前需要定義自由度。自由度是用來描述點的編號以及方向。我們使用點的概念來表示被測結(jié)構(gòu)上一個測量位置。每個點都有X，Y和Z三個平動方向。通常被測結(jié)構(gòu)比簡單的平板要復(fù)雜。軟件的建模功能通過使用組件來處理這個問題。每個組件都有自己的原點和歐拉角。這確保了每個組件能使用自己的局部坐標(biāo)系來確定方向。

無論何種模態(tài)測試，傳感器在獲得高質(zhì)量測量結(jié)果上始終扮演重要角色。常用的傳感器類型是IEPE傳感器。IEPE傳感器的動態(tài)范圍是影響FRF測量質(zhì)量的一個限制因素。所以必須確保信噪比盡可能好。IEPE傳感器具有正負(fù)5V的全量程電壓。選擇的法則是最大電壓至少為0.5~1V的傳感器。加速度計的靈敏度通常在500至1000mv/g之間。由于IEPE傳感器有固定的測量范圍，因此你的實驗設(shè)備中需要有多個靈敏度的力傳感器。根據(jù)不同的測試選擇合適的力傳感器。

這也適用于沖擊力錘。最好準(zhǔn)備有不同的靈敏度和不同重量沖擊力錘。

另一個需要考慮的問題，是使用少量傳感器在結(jié)構(gòu)上移動還是使用足夠的加速度傳感器，以便在測量過程中所有傳感器都能固定在結(jié)構(gòu)上。這個選擇通常取決于試驗預(yù)算。但通常采用后一種方法來獲取高質(zhì)量的結(jié)果。當(dāng)移動加速計時結(jié)構(gòu)可能會產(chǎn)生一些隨時間的變化，這是附加質(zhì)量問題，它會嚴(yán)重影響我們數(shù)據(jù)的質(zhì)量。還有TEDS傳感器可供選擇，這些是有內(nèi)置芯片的IEPE傳感器，因此測量系統(tǒng)可以讀取每個傳感器的單位和靈敏度。

既然我們選好了傳感器，我們就要來確定測試結(jié)構(gòu)的固定方式。測試之前需要確定對被測結(jié)構(gòu)的支撐方式，這通常被稱為測試邊界條件。有兩種典型的邊界條件自由狀態(tài)或安裝狀態(tài)。多數(shù)情況下會選擇第一個選項，它最有可能產(chǎn)生良好的測試結(jié)果。當(dāng)被測物體處于自由狀態(tài)時，激勵信號將振動能量引入并停留在測試結(jié)構(gòu)中。直到結(jié)構(gòu)阻尼使其自然衰減。另一方面當(dāng)物體與周邊環(huán)境相連時大量的激勵能量會傳遞到周圍結(jié)構(gòu)中通常意味著很難獲取更好的測試結(jié)果，為了盡可能好地估計結(jié)構(gòu)的模態(tài)參數(shù)，測試的結(jié)構(gòu)需要置在自由狀態(tài)下。而對于故障分析的時候，模態(tài)分析可以在測試結(jié)構(gòu)正常工作的環(huán)境中進(jìn)行。

對于自由的邊界條件，通常將測試結(jié)構(gòu)懸掛在軟彈力繩或彈簧上來實現(xiàn)基于測試結(jié)構(gòu)的尺寸和重量，彈力繩的尺寸和剛度可以不同。懸掛的彈力繩應(yīng)該足夠柔軟從而使六個剛體模態(tài)小于第一階彈性模態(tài)的十分之一這對于懸掛和測試細(xì)長的物體尤為重要，通常這種結(jié)構(gòu)應(yīng)垂直懸掛使沿長軸轉(zhuǎn)動的剛體模態(tài)變得足夠低。對于水平懸掛的細(xì)長結(jié)構(gòu)由于質(zhì)量慣性矩較小旋轉(zhuǎn)剛體模態(tài)有很大可能在較高頻率出現(xiàn)。當(dāng)使用彈力繩支撐被測結(jié)構(gòu)時彈力繩不應(yīng)直接接觸結(jié)構(gòu)，這可能會增加它的阻尼。相反，被測結(jié)構(gòu)應(yīng)懸掛在普通的細(xì)鋼絲繩上然后連接到彈力繩。