| 模态分析系统 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
模态测试系统整体方案
力测科技的小型模态测试系统主要由振动信号采集前端DT98XX系列，信号采集和控制软件QuickDAQ，模态激振器及功放，加速度传感器和力锤，扫描激光测振仪，以及模态分析软件Me’scopeVES组成。 该套系统为模态测试和分析提供了必要的软硬件，利用QuickDAQ软件控制采集前端采集并计算被测结构上各个测点间的传递函数，将传递函数导入Me’scopeVES软件中进行模态参数估计，可以分析得到被测结构的模态参数---固有频率、振形、阻尼比等，显示被测结构的各个振形的三维动画，也可以显示被测结构的时域和频域工作变形ODS。
系统连接图 下图描述了模态测试的系统连接图， QuickDAQ PC软件控制动态信号分析仪 DT98XX 系列，采集力锤和加速度传感器的振动信号，QuickDAQ Advanced FFT Analysis 软件进行频谱分析并计算出传递函数（FRF），在 Me’scopeVES 中进行结构建模，并将传递函数导入 Me’scopeVES 软件进行模态分析。
MCC 公司的 DT98XX 系列是USB接口的专门用于振动信号采集和信号调理的硬件，相关主要指标参见下表：
4套VIBBox组成256通道 VIBBox
模态激振器
美国MB Dynamics Inc. 公司产品。上世纪80年代初，MB公司及美国辛辛那提大学的专家对传统模态激振器的结构进行了重大改革，推出了现已风行世界的MODAL50A。 典型型号及主要技术指标
易于安装及固定 l 激振器中部有一通孔，激振杆可以自由穿过，轴向位置不受限制。带有弹性夹头，旋转锥形螺母，可以夹紧或松开激振杆。 l 可以预加设定的静载荷，使用张力丝作为激振杆，使横向扰动减少到最小。 l 预留配重安装位置，附加的质量块可为低频试验提供更大的惯性阻尼。 l 带耳轴的基座有两个手柄和三个螺栓支脚，能将激振器调到任意角度。 l 可以安装四个紧线器，对悬挂的激振器进行6自由度的调整。 通用性好 l 25 毫米或 38 毫米的额定行程，能满足柔性结构及低频悬挂激振试验要求。 l 22.5 公斤及 50 公斤的额定出力，满足大型试件激振的要求。 l 动圈轻，能对小型试件激振。 l 功率放大器具有两种工作模式：电压反馈模式及电流反馈模式，力可控性好，能在0.1牛顿下稳定出力。 l 工作频率范围宽，在 0.1 Hz 及 5000 Hz 都能稳定出力。 l 适合多点正弦，多点随机等各种激励方式。 精度高 l 轻质动圈尽可能减小了附加载荷，明显减少了共振时激振器出力的衰减。 l 动圈的轴向悬挂刚度低，保证激振器的动态特性与试件耦合很小。 l 采用高强度材料，激振杆较细，激振时对试件的横向扰动小。 l 可施加静载荷，测量不同静载荷下试件的非线性特性。 功率放大器工作在电流反馈模式，基本消除了动圈对很小试件造成的质量耦合，并实现了正弦激励时定力输出。
扫描式模态测试系统 扫描式模态测试系统由OptoMET的Scan扫描式激光测振系统和MEscopeVES软件组成。激光测振系统用于非接触式的振动测量，可对结构的振动进行可视化的测试和分析。采用这套仪器进行传递函数采集，过程就如同拍摄视频一样简单。通过预设定的测量点，激光测振系统可对整个被测面的响应点进行扫描式的测量，并将建立的模型和测得的传递函数导入MEscopeVES软件中进行模态参数估计，可以分析得到被测结构的模态参数---固有频率、振形、阻尼比等，显示被测结构的各个振形的三维动画，也可以显示被测结构的时域和频域工作变形ODS。
短波红外扫描激光测振仪 Scan
扫描激光多普勒测振是一种先进的测量技术，用于将几乎任何物体表面的振动可视化。扫描激光测振仪可以测量和可视化振型和模态特征，获得表面波的传播，验证 FEM 模型，描述振动过程，并确定模态参数。 特色 l 优异的信号质量 l 外观十分紧凑 l 操作方便 l 高精度及分辨率 l 高速振动测量可达25 m/s l 远距离测量
将振动测量影像化 通过在可灵活定义的点上扫描被测对象，Scan系列将短波红外激光测振仪的 卓越信号质量与成像方法的信息价值相结合。 不同的测量表面、更广的覆盖范围和量程是新应用领域的关键。 扫描激光测振仪可以通过一个测量过程自动测试整个工件，而不会对物体产生任何接触或任何影响。因此，扫描激光测振仪能够以很小的工作量获得局部共振和整体振动模态。 应用 l 声学 汽车行业：轿车门、变速箱、制动器、电机、NVH 测试等的优化。 消费市场：家用电器、电动牙刷、洗衣机等的研 发。 扬声器和乐器动态变形的优化 l 结构动力学 汽车工业：模态测试，有限元模型验证... 航空航天工业：飞机部件，航空发动机涡轮...
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