2017年5月23日

頻響函數的測試

3.2頻響函數的測試頻率響應函數(FRF)描述了結構上輸入點與輸出點之間的頻率函數，FRF的測量和計算可以通過輸入輸出通道的互功率譜除以輸入的自功率譜估計獲得。每個頻率響應函數是通過輸入采樣信號與輸出采樣信號計算獲得。3.2.1試驗對象的支承方式試驗對象的支承方式應盡量實現實際結構所要求的邊界條件。例如:飛行段的運載火箭應處于自由懸空狀態;機床應約束支承在剛性基礎上，并要求機床與地基連接的邊界條件與設計狀態•致。下面分別討論這兩種支承方式。(1)約束支承方式將試驗對象安裝在基礎上(圖3-3(幻)。理想的情況是基礎絕對剛性、也就是當激勵試驗對象時，基礎絕對不動，即激勵力對基礎的位移頻響函數值為零。實際上這是不可能實現的。一般認為，如果在整個試驗頻帶內，基礎上的頻響函數值遠小于試驗對象結構上的頻響函數值，可以近似認為滿足了約束支承的要求。為此，通常要求基礎的質量至少為試驗對象質量的]0倍，這樣，基礎對試驗對象動態特性的影響一般可忽略。 (2)自由支承方式、理想的自由狀態是試驗對象處于懸空狀態，這時，試驗對象結構有六個固有頻率為零的剛體模態，其中三個為平移模態；三個為轉動模態。實際上，真正的自由狀態是難以在試驗室內實現的，只能采用某種適當的方式(如空氣彈簧和氣、磁懸掛裝置>支承試驗對象(圖3.3〇^c：〇,近似模擬自由狀態。這時，試驗對象剛體模態頻率不再為零，它的值與試驗對象質量特性和支承裝置的剛度特性有關。為了減小懸掛系統(試驗對象作為剛體與彈性支承裝置組成的系統)對試驗對象結構彈性模態的影響，要求懸掛系統具有較低的剛度、較小的附加質量和零摩擦力。懸掛系統的固有頻率與懸掛點布置一般應滿足下列要求：1) 懸掛系統的固有頻率為試驗對象結構彈性模態基本固有頻率的1/10-1/5以下。否則，應考慮懸掛系統對試驗對象彈性模態特性的影響；2) 懸掛點應盡量選在試驗對象結構剛度較大的節點附近，避免結構懸掛的靜應力引起結構剛度變化，并確保懸掛系統穩定；3) 減小懸掛系統引起的附加阻尼對結構試驗對象的影響；4) 試驗對象的懸掛方向最好與結構主振方向垂直。模態試驗中，試驗夾具和支承系統的設計與驗證相當重要。當發現夾具和支承系統的動態特性對所試驗結構有明顯影響時，應將試驗對象連同夾具一起作為整體進行動態分析。隨著試驗對象結構愈來愈大，要設計一個具有理想界面或與試驗對象藕合較小的夾具也愈來愈困難，費用也相當昂貴，有的需從試驗方法(如慣性質量界面和殘余柔度)去解決這些矛盾。

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