模态试验是研究结构动力特性的一种近代实验技术,其方法主要包括以下几种:
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自由振动法:
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此法适用于初步了解结构动力特性。
- 通过使结构产生自由振动来采集动力响应信号。
- 可以使用单点激励或多点激励的方式。
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强迫振动法:
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通过外部激振设备对结构施加周期性或随机性的强迫振动。
- 根据记录的振动响应信号来分析结构动力特性。
- 常用于获取结构的模态参数。
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脉动法:
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利用电测应变仪或加速度计采集结构产生的微小振动信号。
- 分析这些信号以获得结构的模态参数。
- 适用于高频动态信号的测量。
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共振法:
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通过使结构产生特定频率的共振来直接测量结构的模态参数。
- 需要使用专门的设备来产生和控制共振状态。
- 适用于精确测定结构的某些模态参数。
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导纳谱法(又称为奈奎斯特图法):
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结合了时域和频域的分析方法。
- 通过绘制不同频率激励下的结构频率响应曲线(奈奎斯特图)来分析模态特性。
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波特图法:
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以波特图的形式展示系统的开环传递函数在各种频率下的增益及相位角。
- 可以直观地了解系统的稳定性、阻尼特性以及模态参数。
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模态试验子结构法:
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当结构较大且复杂时,可以将其分割为若干个子结构进行模态试验。
- 通过分别测试各子结构的模态特性,然后利用适当的方法组合出整个结构的模态信息。
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多体动力学分析法:
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适用于分析由多个刚体组成的复杂结构的动力学特性。
- 通过建立各刚体的运动方程并联立求解,得到整个结构的模态参数。
在进行模态试验时,应根据具体的工程要求和条件选择合适的方法,并可能需要结合多种方法以获得更全面的结构动力特性数据。