篇一：模态分析实验报告
模态分析实验报告
姓名：学号：任课教师：实验时间：指导老师：实验地点：
实验1传递函数的测量
一、实验内容
用锤击激振法测量传递函数。
二、实验目的
1) 掌握锤击激振法测量传递函数的方法；
2) 测量激励力和加速度响应的时间记录曲线、力的自功率谱和传递函数； 3) 分析传递函数的各种显示形式（实部、虚部、幅值、对数、相位）及相干函
数；
4) 比较原点传递函数和跨点传递函数的特征； 5) 考察激励点和响应点互换对传递函数的影响； 6) 比较不同材料的力锤锤帽对激励信号的影响；
三、实验仪器和测试系统 1、实验仪器
主要用到的实验仪器有：冲击力锤、加速度传感器，lms lms-scadas ⅲ测试系统，具体型号和参数见表1-1。
仪器名称
型号
序列号 3164
灵敏度
2.25 mv/n 100 mv/g
备注比利时
丹麦 b&k
数据采集和分析系统 lms-scadas ⅲ
2302-10 力锤
加速度传感器
表1-1 实验仪器
2 、测试系统
利用试验测量的激励信号(力锤激励信号)和响应的时间历程信号，运用数字
信号处理技术获得频率响应函数(frequency response function, frf)，得到系统的非参数模型。
然后利用参数识别方法得到系统的模态参数。
测试系统主要完成力锤激励信号及各点响应信号时间历程的同步采集，完成数字信号的处理和参数的识别。
测量分析系统的框图如图1-1所示。
测量系统由振动加速度传感器、力锤和比利时lms公司scadas采集前端及modal impact测量分析软件组成。
力锤及加速度传感器通过信号线与scadas采集前端相连，振动传感器及力锤为icp型传感器，需要scadas采集前端对其供电。
scadas采集相应的信号和进行信号处理(如抗混滤波，a/d转换等)，所测信号通过电缆与电脑完成数据通讯。
图1-1 测试分析系统框图
四、实验数据采集 1、振动测试实验台架
实验测量的是一段轴，在轴上安装了3个加速度传感器，如图1-2所示，轴由四根弹簧悬挂起来，使得整个测试统的频率很低，基本上不会影响到最终的测试结果。
整个测试系统如下图所示：a1
a
测点2测点3测点4
图1-2 测试系统图
2、数据采集
在lms信号采集分析系统上，建立每个通道与测点的对应关系，设置激励方向和响应方向（向上为-z方向），通道传感器类型、灵敏度、测量范围等参数，力锤信号为参考信号；设置采样参数：采样频率(16.4 khz)、分析带宽(铝质棰帽0-6400hz，尼龙棰帽0-3200hz，橡胶棰帽0-5200hz)、谱线数目(铝质棰帽6400，尼龙棰帽3200，橡胶棰帽5200)、频率分辨率(1.00hz)、采样触发时间(0.05s)、窗函数(激励信号加力窗，响应信号加指数窗)；然后用力锤敲击激励点，采集激励力的信号和每个测点的响应信号。
在lms系统上分析得到各测点的频响函数，为了消除噪声影响，提高信号信噪比，每组采用3次平均。
其中频响函数计算采用h1方法，即
h1(?)?
gfx(?)gff(?)
(1)
五、实验数据分析
1、原点传递函数和相干函数分析图1-3 力谱图
采用铝质锤帽，激励点位于测点4位置，力谱如图1-3所示。
由上面的力谱图可知，整个力谱的db值衰减量在10~20db之间，是一个理想的脉冲激励力信号。
得到的原点传递函数和相干函数如图1-4、1-5、1-6所示。
图1-4 db形式原点函数频响图图1-5 幅值形式原点频响函数图
篇二：同济大学桥梁工程模态分析实验报告
模态分析实验报告
1. 试验概述
1.1. 试验模型简介
模态分析试验所采用的模型为钢质简支梁，截面尺寸为50mm×8m，跨径680mm，简支梁的几何尺寸如图 1-1所示。
图 1-1钢质简支梁模型几何尺寸图
钢质梁的材料参数为：质量密度??7850kg/m3，弹性模量为e?2.0?105mpa。
2. 理论计算
等截面简支梁的频率计算公式为：?n?n2????
式中：?n为各阶圆频率，ei为抗弯刚度，m为单位长度质量，l为梁长。
由已知数据得：
??10?12
1212?2.133?10?9m4
单位质量：m??bh?7850?50?8?10?6?3.14kg/m
梁长：l?0.68m
代入上述公式得圆频率：?n?n2???22?248.787n2?rad/s?
频率：?f?n?2???22?39.616n2?rad/s?
计算各阶模态频率，如表 2-1所示：
表 2-1各阶模态频率3. 有限元分析
3.1. 梁单元建模
fini lmesh,all /cle
/prep7 ksel,s,,,1 /vup,1,z dk,all,ux dk,all,uy et,1,beam3 dk,all,uz mp,ex,1,2e8 ksel,s,,,2 mp,prxy,1,0.3 dk,all,uy mp,dens,1,7.850 dk,all,uz b=0.050
h=0.008 fini
l=0.680 /solu
area=b*h antype,2
izz=b*h*h*h/12 modopt,lanb,7 r,1,area,izz,h mxpand,7 allsel
k,1 solve
k,2,0.680
l,1,2 fini
latt,1,1,1 /post1
lesize,all,,,50 set,list
计算各阶模态频率，如表 3-3所示：
表 3-1各阶模态频率3.2. 板壳单元建模
fini d,all,uy /cle d,all,uz
/prep7 nsel,s,loc,x,0.680 /vup,1,z d,all,uy d,all,uz et,1,shell63
mp,ex,1,2e8 fini
mp,prxy,1,0.3 /solu
mp,dens,1,7.850 antype,2
r,1,0.008 modopt,lanb,7 mxpand,7 blc4,,-0.050/2,0.680,0.050 allsel
aatt,1,1,1 solve
esize,0.008
amesh,all fini
/post1
nsel,s,loc,x,0 set,list
d,all,ux
计算各阶模态频率，如表 3-3所示：
表 3-2各阶模态频率
3.3. 实体单元建模
fini lsel,s,length,,0.050 /cle lesize,all,,,10
/prep7 lsel,s,length,,0.008 /vup,1,z lesize,all,,,1 vatt,1,,1, et,1,solid45 vmesh,all mp,ex,1,2e8
mp,prxy,1,0.3 nsel,s,loc,x,0 mp,dens,1,7.850 d,all,ux d,all,uy blc4,,-0.050/2,0.680,0.050,0.008 d,all,uz
lsel,s,length,,0.680 nsel,s,loc,x,0.680 lesize,all,,,100 d,all,uy计算各阶模态频率，如表 3-3所示：
表 3-3各阶模态频率
4. 试验模态分析
4.1. 几何结构和节点设置
图 4-1模态几何结构和节点分布图
4.2. 模态频率和阻尼
试验测试所得钢质梁各阶模态频率和阻尼如表 4-1所示。
表 4-1模态频率和阻尼同济大学土木工程学院·桥梁与隧道工程
4.3. 各阶模态
4.3.1. 第1阶模态
4.3.2. 第2阶模态
4.3.3. 第3阶模态
4.3.4. 第4阶模态图 4-2第1阶模态图图 4-3第2阶模态图图 4-4第3阶模态图篇三：机械结构模态分析实验报告1
《机械结构实验模态分析》实验报告。