2017年4月,杭州锐达技术工程师在上海某大学,使用EDM Modal实验模态分析软件进行模态实验。
实验物体是一个车架模型,该车架置于卡丁车上,用来安装座椅。模型根据原件尺寸进行了缩放而成。利用EDM Modal模态分析软件的几何模型编辑功能,技术人员可以在软件里很容易地建立起简化模型,由此确定了测量点的自由度(DOFs)。
由于车架结构相对简单,因此考虑使用锤击法进行模态分析。此方法需要的设备较少,易于设置,相对试验用时较少,很适用于简单结构的模态测量。如下图所示,先使用弹簧绳将车架模型悬吊在实验台架上,使其处于自由自由的边界条件状态。在车架正面安置6个PCB单轴加速度传感器,并连接到美国晶钻仪器的Spider-80X多通道数据采集仪上。
Spider-80X是美国晶钻公司出品的一款多通道数据采集仪和动态信号分析仪,单模块拥有8个输入通道,配合PC端的EDM软件可进行数据采集、频谱分析、模态分析等多种功能。
模态测试试验采用固定激励,巡回响应的设置方式。选定固定的力锤敲击点,在完成6个试验点后,将传感器移动到后面6个点,总共采集12个FRF函数。
EDM Modal模态软件采集完频响函数数之后,可以进行模态的实时分析,以获得模态参数:固有频率,阻尼,以及振型数据。EDM Modal采用公认的最小二乘复指数法进行模态参数的识别,结合稳态图,识别的过程一目了然。被测结构的固有物理模态可以从稳态图上很容易地选取。下面是对此12个频响函数进行参数辨识得到的稳态图。
在振型计算完成后,就可以得到完整的模态结果来。结果显示,该车架模型的一阶频率大约在98hz左右,前五阶分别为98.1Hz,136.4Hz,180.7Hz,205.8Hz,240.6Hz。
以下是第一和第二阶模态振型,该实验得到了大学老师的认可,并将会与用户的有限元分析结果进行对比。