支撑方式对于频率响应函数(FRF)测量的影响

支撑方式对于FRFs有什么影响吗？橡皮绳与钓鱼线比有什么差别吗？视情况而定 — 我们讨论下这个问题。...

支撑方式对于FRFs有什么影响吗？橡皮绳与钓鱼线比有什么差别吗？视情况而定 — 我们讨论下这个问题我们之前曾经讨论过试验设置的影响。但是或许我们需要对此多做说明。

对于你的特定问题，需要关心结构支撑方式是否可能会影响到阻尼。例如，我们是利用弹性绳呢？还是采用建议的钓鱼线呢？为了搞清楚这可能带来何种影响，我们测试一个简单结构来看看对于模态试验来讲，几种不同的结构支撑方式可能会带来什么影响。

对于本试验，我们使用一个简单的平板，在其中一组测试中，主要从板的四个角用长柔弹性绳（橡皮条）和尼龙绳（钓鱼线）水平悬挂起来。但是在接下来的第二组试验中，垂直吊起平板，只从两个角支撑，构成摆的形式。在所有情况下，对所有测试用一个固定到板上的加速度计来测量板的响应，并且用锤击激励来提供输入以测量频响函数。

针对信号处理参数来讲，必须小心来保证时间样本足够长使得在时间样本的尾端响应信号完全为零。这就确保了FFT不受泄漏的影响，对于测量结果不施加权重函数（窗函数）。

平板以及几种支撑配置如图1所示。冲击力锤和加速度计也显示出来供参考。将讨论所有四次试验的结果而不去讨论每个独立试验的结果。

图2展示了所测频响函数的重叠在一起，同时显示了根据有理分式多项式拟合方法（利用MEscope软件）得到的频率和阻尼。只考虑前5阶模态。乍看之下，很明显，从所做的四次不同试验中得到的四个不同频响函数之间有些差异。

对于垂直方向悬挂（按摆的方式布置）的平板进行试验的情形，看上去所测频响差异较小；蓝色频响是用弹性橡皮条而绿色频响是用钓鱼线。

对这两种测试来说，频率值非常相似，并且阻尼值也相同，但确实显示出一点差别。对于这种布置方式，结果不完全相同但是几乎比较接近于同值（这里至少为了讲解的目的）。

现在当平板水平支撑时，存在不同的情况。对于弹性橡皮条支撑（红），频率非常接近但阻尼值有些不同，其值看上去比垂直悬挂的板要高。

接下来考察钓鱼线，板水平悬挂（黑），对于所研究的所有模态而言，固有频率很明显地增加了。阻尼值也比其他支撑方式的要高。

所有根据这些非常简单而快捷的试验，在得到的频响函数中确实有差别，提取出来的参数依赖于试验如何设置。

我希望这个解释有助于你理解，对于通常从模态试验得到的某些感兴趣的关键参数，试验设置会有极大的影响。如果你有关于模态分析的任何其他问题，尽管问我好了。

文章来源说明

Peter Avitabile教授是美国麻省大学洛威尔校区UMass Lowell机械工程系模态分析和控制实验室的主任。模态空间系列文章的英文原文链接：http://sdasl.uml.edu/umlspace/mspace.html。

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