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实验模态分析

动态分析与测试技术 1994年第1期12卷 64-70页

作者： Aue.,RJ 李德葆

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手机端可重构实验模态分析平台设计

手机端可重构实验模态分析平台设计

作者：高鹏宇华中科技大学

学位级别：硕士

随着5G的普及和芯片技术的发展,网络的传输速度和手机的性能得到越来越大的提升,手机APP渗透到各行各业。实验模态分析是研究结构动力学特征的一种重要方法,广泛应用于工程、制造、教学等领域。针对传统实验模态分析软件和信号采集硬件... 详细信息

随着5G的普及和芯片技术的发展,网络的传输速度和手机的性能得到越来越大的提升,手机APP渗透到各行各业。实验模态分析是研究结构动力学特征的一种重要方法,广泛应用于工程、制造、教学等领域。针对传统实验模态分析软件和信号采集硬件中存在的灵活性差、成本昂贵等问题,研究了基于Android系统的虚拟仪器技术,并在手机上设计了一种可重构实验模态分析平台。该平台提供了虚拟仪器运行环境,集成了完善的实验模态分析功能,采用编写脚本的方式搭建实验,可以应对试验需求动态改变的场景,具有扩展性高、便携的优势,主要工作包括如下几个方面。首先,针对实验模态分析软件的图形用户界面设计问题,如频响函数显示、振型动画显示,研究了手机端可重构虚拟仪器技术和响应式编程原理,设计了基于控件装配的可重构虚拟仪器软件架构。该架构通过装配脚本,将独立的控件组织成具有特定关系的有机整体,在线生成实验页面,以虚拟仪器运行环境为内核,用数据流驱动控件完成具体的功能,解决传统编译型软件功能固化的问题。接着,为了在手机上显示模态模型并生成振型动画,研究了三维网格模型显示原理,比较了STL、OBJ和OFF格式文件,进而设计了基于JSON的模态模型描述脚本,在Web View和ECharts的基础上,实现了模型描述脚本加载和三维模型显示。其次,针对实验模态数据的实时采集问题,设计了数据传输模型,并基于东方所的Wi Fi采集仪,开发了数据采集控件;同时,制定了数据管理协议,包括文件结构设计和数据描述脚本设计,使得平台不仅能够采集现场数据,而且可以导入外部数据。然后,为了开发模态分析算法,基于Java本地交互机制,引入了SP++数学库,从而扩展了平台信号处理和数值运算的能力。在此基础上实现了模态分析基本函数,包括窗函数、频响函数、相干函数等;接着,研究了模态参数识别技术,实现了最小二乘复频域算法和最小二乘频域算法,分别用于极点和留数估计;另外,实现了振型动画和模态置信准则两个模态验证工具。最后,设计并实现了可重构实验模态分析平台的功能体系和实验流程,为了验证平台的可行性和正确性,对一块铝板进行了理论和实测验证;并且用Math Works提供的开源无人机实验数据进行了对比验证,结果表明平台能够满足实验模态分析的基本要求。

关键词：实验模态分析虚拟仪器可重构 Android 脚本

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通过实验模态分析设计阵列式压电模态传感器

振动与冲击 2015年第19期34卷 120-125,191页

作者：朱峤毛崎波南昌航空大学飞行器工程学院江西南昌330063

提出一种新的基于实验模态分析的阵列式压电模态传感器设计方法。首先利用PVDF阵列进行实验模态分析得到结构的曲率模态,然后直接将曲率模态振型函数在相应测量点的幅值作为加权系数,对结构进行模态滤波,得到各阶模态坐标,并加以实验验... 详细信息

提出一种新的基于实验模态分析的阵列式压电模态传感器设计方法。首先利用PVDF阵列进行实验模态分析得到结构的曲率模态,然后直接将曲率模态振型函数在相应测量点的幅值作为加权系数,对结构进行模态滤波,得到各阶模态坐标,并加以实验验证。研究发现,利用该方法设计阵列式压电模态传感器是可行的,而且该方法不需要进行复杂的数值计算,操作简单,模态滤波效果良好,可以很容易推广到二维复杂结构,具有较好的工程应用前景。

关键词：模态传感器 PVDF薄膜实验模态分析模态滤波曲率模态

实验模态分析中一种改进的傅氏域离散正交多项式

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振动工程学报 2008年第1期21卷 43-47页

作者：胡彦超陈章位浙江大学流体传动及控制国家重点实验室浙江杭州310027

针对在借助有理分式多项式构建结构频响函数的分析模型的过程中由于负频率引入的虚拟测点将导致方程式在多项式阶次较高时出现病态的问题,对实域离散点列上的正交多项式进行了推广,得到傅氏域离散点列上的正交多项式。该多项式不仅可避... 详细信息

针对在借助有理分式多项式构建结构频响函数的分析模型的过程中由于负频率引入的虚拟测点将导致方程式在多项式阶次较高时出现病态的问题,对实域离散点列上的正交多项式进行了推广,得到傅氏域离散点列上的正交多项式。该多项式不仅可避免由负频率引入的冗余计算,而且亦使方程式得到解耦,从而使该方法更为高效。

关键词：实验模态分析离散正交多项式有理分式多项式负频率

F4三相同步电机定子端部绕组线圈实验模态分析

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振动与冲击 2011年第12期30卷 261-264页

作者：胡彦超陈章位杭州电子科技大学机械设计及车辆工程研究所杭州310018 浙江大学流体传动及控制国家重点实验室杭州310027

宝钢大型精轧F4三相同步电机因二倍频电磁力引发定子端部绕组线圈振动受损,通过对定子端部绕组线圈进行实验模态分析,获取了结构的前几阶重要的基础模态。并且,由实验结果得到了固定装置的合理分布位置,指明了电机绕组固定装置的检修部... 详细信息

宝钢大型精轧F4三相同步电机因二倍频电磁力引发定子端部绕组线圈振动受损,通过对定子端部绕组线圈进行实验模态分析,获取了结构的前几阶重要的基础模态。并且,由实验结果得到了固定装置的合理分布位置,指明了电机绕组固定装置的检修部位以及易造成振动引发的短路、磨损部位。

关键词：实验模态分析二倍频电磁力绕组线圈

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基于实验模态分析的集中参数法建模

振动．测试与诊断 2010年第6期30卷 621-625页

作者：杨毅青刘强 Munoa Jokin 北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100191 Ideko-达诺巴特集团机械工程系西班牙艾奎巴尔20870

利用集中参数模型的建立,不仅拓展了实验模态分析(EMA)的使用范围,还能大量缩减原有模型的自由度并保持结构的动态特性。在对一立铣床进行模态测试以及振型可视化的基础上,采用集中质量、弹簧阻尼单元建立了该铣床的7自由度集中参数模型... 详细信息

利用集中参数模型的建立,不仅拓展了实验模态分析(EMA)的使用范围,还能大量缩减原有模型的自由度并保持结构的动态特性。在对一立铣床进行模态测试以及振型可视化的基础上,采用集中质量、弹簧阻尼单元建立了该铣床的7自由度集中参数模型,并在该模型基础上合成刀尖频响函数及预测颤振稳定域,揭示出机床颤振与振型的联系。与原有测试频响函数的比较表明,该模型准确度较高。

关键词：实验模态分析动态特性频响函数颤振集中参数模型

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大型泵站水泵机组转子轴系实验模态分析

水利建设与管理 2023年第10期43卷 42-48页

作者：王兵尹晓东孙世杰山东调水工程运行维护中心莱州管理站山东莱州261400 鲁鸢水务有限公司山东潍坊261000

为探究机组异常振动原因,采用锤击法激励对机组转子轴系进行实验模态测试分析,得到机组转子轴系前5阶模态参数。结果表明,第3阶模态频率与机组工作转速十分接近,极易产生共振,建议采取优化减振措施,避免固有频率落在工作频率10%范围内... 详细信息

为探究机组异常振动原因,采用锤击法激励对机组转子轴系进行实验模态测试分析,得到机组转子轴系前5阶模态参数。结果表明,第3阶模态频率与机组工作转速十分接近,极易产生共振,建议采取优化减振措施,避免固有频率落在工作频率10%范围内。传递函数相干分析和MAC矩阵校验结果均表明,实验模态测试和分析结果合理可靠。建议确保设备安装质量,避免激励频率与系统某阶固有频率接近,产生共振。

关键词：转子共振实验模态分析

实验模态分析中结构建模的研究及虚拟式模态分析仪的研制

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实验模态分析中结构建模的研究及虚拟式模态分析仪的研制

作者：黄捷重庆大学

学位级别：硕士

实验模态分析是通过模态实验测量系统的输入(激励)和输出(响应)信号,由测量的激励和响应实验数据,经动态信号分析和模态参数识别,确定机械结构的固有频率、阻尼比和模态振型等动态特征参数。它广泛应用于动态响应预估、结构动态修改、... 详细信息

实验模态分析是通过模态实验测量系统的输入(激励)和输出(响应)信号,由测量的激励和响应实验数据,经动态信号分析和模态参数识别,确定机械结构的固有频率、阻尼比和模态振型等动态特征参数。它广泛应用于动态响应预估、结构动态修改、有限元模型修正、动态分析与设计,以及振动排故、故障诊断和结构健康检测,已成为航空、航天、汽车、舰船、桥梁、建筑以及机械设备等产品的研制、定型、使用和维修中不可或缺的重要手段。虚拟仪器是计算机程序在计算机上运行所形成的仪器,它利用数字信号分析中的基本原理,并通过计算机语言在计算机上编程,从而实现测试仪器的各种功能。本文正是基于模态分析技术和虚拟仪器技术,采用面向对象编程技术、Visual C++软件开发工具和模块化设计思想,完整地开发出来了QLVC-MA2型虚拟式模态分析仪。本文首先介绍了课题所涉及到的背景技术-模态分析技术、振动测试技术以及虚拟仪器技术。然后系统地介绍了实验模态分析技术的理论基础。根据实验模态分析的流程,由多自由度系统的模态参数的概念介绍引出了多自由度系统的频响函数的计算和估计以及模态参数的识别。模态参数的识别主要介绍了其基本概念、方法总结、正交多项式识别方法以及模态参数的标准化。本文完成了QLVC-MA2虚拟式模态分析软件系统的开发和硬件平台的构建,结合软件和硬件完成了QLVC-MA2型虚拟式模态分析仪的研制。软件系统采用面向对象编程技术、Visual C++软件开发平台、OpenGL图形处理软件接口以及模块化思想编程,功能上分为结构模型输入、数据采集、数据分析(模态参数识别)以及模态参数输出四个功能模块。本文还对结构模型输入和模态参数输出模块中涉及到的结构建模进行了研究。根据几何建模原理以及实体造型技术,从结构和功能上进行了结构建模的构架。结构上采用一种改进的点线面模式-基于图元对象和子结构的结构模型,功能上可实现图形绘制、图形编辑、图形显示、图形导入、动画演示以及文件处理。硬件平台的构建基于一体化仪器技术。在此基础上,通过选配相应的实验设备(冲击力锤、加速度计、激振器等)构建了虚拟式模态分析测试系统,并针对简支梁结构、框架结构和摩托车车架结构进行了模态分析实验的实验应用。最后,对本文的研究内容进行了总结,并且对下一步研究方向进行了展望。

关键词：实验模态分析虚拟仪器结构建模仪器研制

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实验模态分析技术应用于桥梁损伤检测

公路交通科技 2003年第4期20卷 44-46页

作者：彭翠玲张开银涂扬志武汉理工大学湖北武汉430063

实验模态分析技术应用于桥梁损伤检测是有效可行的方法。本文论述了实验模态分析技术的基本理论。

关键词：实验模态分析模态参数损伤检测振动模态