根據以上試驗模態分析理論,為了獲得傳遞函數矩陣的最終參數形式,對試 驗數據進行模態分析之前,通常做一下基本假設。
(1) 線性假設,即假設結構及其動態特性是線性的。就是說任何輸入組合引起 的輸出等于各自輸出的組合。
(2) 時不變性(即定常)假設,即假設結構的模型及其動態特性不隨時間而變化, 因而微分方程的系數矩陣是與時間無關的常數矩陣。當系統因測試附加傳感器而 產生的附加質量后,仍保持其時不變性。
(3) 可觀測性假設,即假設用以確定我們所關心的系統動態特性所需的全部數 據是可以測量的。為了避免出現可觀測性問題,應該合理選擇響應自由度。
(4) 互易性假設,即假設結構遵從Maxwell互易性原理,即在彳點輸入所引。 在實驗過程中,由于多種實際因素的影響,使得實驗所得的原始數據中常常
包含有干擾因素。利用試驗模態分析技術研究機床動態特性的一個重要前提就是 機床結構應該滿足各種假設的條件與范圍。特別對多種結合部的復雜機床結構系 統,為保證試驗的可靠性和有效性,模態試驗前應進行以下前期的準備試驗: 互易性檢驗:模態分析的理論基礎是建立在線性系統基礎上的。這就要求測試 前機床結構的非線性誤差比較小。在脈沖激振試驗中可以通過互易測點和敲擊點 的方法進行檢驗。
相干性檢驗:利用激振力的頻譜F①和加速度的頻譜A(f)可計算出相干函數Y2。 相干函數Y2在0-1之間,它表征實驗結果的可靠性以及評價傳遞函數估計的可信 度。一般情況下,Y2越接近于1,表明實驗所受的干擾越小,_的結果越可靠, 通常要求相干函數應大于0.8,最好是大于0.9。
3.3本章小結
本章從試驗模態分析的整體觀點出發,先討論了激勵系統、力傳感器和運動 傳感器、測試與分析系統以及具體試驗設計的一些基本問題。不同的測試與分析 系統,它們在性能、靈活性、大小和價格等方面是有區別的,需要試驗設計者根 據不同的需要進行選取。在確定了模態分析與測試系統后,設計模態分析試驗時,試驗工程師應當利用盡可能多的信息。從這一觀點出發,傳遞函數的測試這一部 分主要討論了正確選擇響應點和激勵點的一些理論和方法;信號采集過程中的一 些參數設置,以及針對不同試驗結構的頻段選取。本章的試驗模態分析技術為后 面具體的機床模態試驗設計奠定了基礎。
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