搜索利用LMS TestLab系統(tǒng)進行路面板的模態(tài)試驗
2013-06-06 by:廣州有限元分析、培訓中心-1CAE.COM 來源:仿真在線
本文介紹了LMS TestLab振動測試系統(tǒng)的組成以及主要功能的基礎(chǔ)上,對某鋼質(zhì)路面板進行了模態(tài)試驗,模態(tài)分析分別利用了該測試系統(tǒng)的Time MDOF模塊以及PolyMAX模塊。結(jié)果表明,兩種模塊分析出的高階模態(tài)差別比較大。
張軍 陳國浩 劉俊 穆榮 來源:LMS
關(guān)鍵字:CAE LMS TestLab 路面板 模態(tài)試驗
1. 系統(tǒng)組成與功能
1.1 統(tǒng)組成
LMS TestLab振動測試系統(tǒng)的組成為:LMS SCADAS III 多通道數(shù)采前端即硬件部分,以及TestLab模態(tài)分析軟件。
1.2 LMS SCADAS III 多通道數(shù)采前端的主要配置
LMS SCADAS III 多通道數(shù)采前端的主機箱為16槽機箱,包括SCSI接口,功率要求約為260W,風機噪聲很低,很適合于振動與噪聲測量分析;輸入通道數(shù)為32通道電壓/ICP測量;并且能夠產(chǎn)生2通道的用
于模態(tài)試驗的激振器信號源。
1.3 LMS Test.Lab模態(tài)分析軟件
MS Test.Lab模態(tài)分析軟件主要包括幾何建模、常規(guī)振動分析、錘擊法模態(tài)測試、模態(tài)分析、工作模態(tài)分析以及PolyMAX方法模態(tài)分析等模塊組成,其工作流程如圖1所示。這些模塊均建立在軟件平臺之上,模態(tài)分析軟件由前端驅(qū)動程序通過SCSI接口將動態(tài)數(shù)據(jù)采集并存儲在計算機中。模態(tài)分析前進行幾何建模,模態(tài)測試主要有兩個模塊即常規(guī)振動分析模塊與錘擊法模態(tài)測試模塊來進行。模態(tài)分析有三種方法:模態(tài)分析、PolyMAX方法以及工作模態(tài)分析,其中PolyMAX方法是內(nèi)嵌在模態(tài)分析[1,2]中的。常規(guī)振動分析與錘擊法模態(tài)測試的數(shù)據(jù)都是通過模態(tài)分析模塊進行數(shù)據(jù)分析與處理。進行工作模態(tài)分析時,首先由常規(guī)振動分析進行數(shù)據(jù)采集,然后再利用工作模態(tài)分析模塊進行數(shù)據(jù)分析與處理。
1.4 系統(tǒng)功能
該系統(tǒng)主要功能有:可以實現(xiàn)32通道并行振動數(shù)據(jù)采集和分析,支持ICP傳感器測量;可進行橋梁等大型結(jié)構(gòu)的多輸入多輸出MIMO模態(tài)試驗分析,包含多種模態(tài)分析方法,適合于大型結(jié)構(gòu)的模態(tài)試驗分析[3]和高密度模態(tài)分離,識別出各種模態(tài)參數(shù),多種模態(tài)參數(shù)質(zhì)量評價工具,提高試驗?zāi)B(tài)模型的可信程度;可進行自然激勵條件下的工作模態(tài)分析。
圖1 LMS Test.Lab系統(tǒng)工作流程框圖
2. 路面板模態(tài)試驗
試驗對象為某鋼質(zhì)路面板,長4m,寬0.4m,厚0.08m。測試時共布置了10個測點,采用錘擊法測試。模態(tài)分析分別利用Time MDOF模塊(下面簡稱T方法)和PolyMAX模塊(下面簡稱P方法)進行模態(tài)分析,最終得出了該路面板的前三階頻率(如表1所示)與模態(tài)(如圖4~圖9所示)。圖2和圖3分別為Time MDOF模塊以及PolyMAX模塊頻率分析的穩(wěn)態(tài)圖,兩圖基本上時相同的。表2為這兩種模塊分析的模態(tài)MAC系數(shù)對比表,結(jié)果表明,這兩種模塊分析不同階次的模態(tài)之間的MAC系數(shù)基本上接近于零,即表明不存在相關(guān)性。對于第一階模態(tài),T方法與P方法分析的模態(tài)之間的MAC系數(shù)為97.90%,基本上接近于1,說明兩種方法分析的模態(tài)基本上是相同的(如圖4和圖5所示),第三階模態(tài)的MAC系數(shù)為76.80%,相關(guān)性不太好(如圖8和圖9所示),說明兩種方法分析的模態(tài)差別比較大。
表1 路面板的前三階頻率與阻尼比列表
表2 兩種模塊分析的MAC系數(shù)對比表
圖2 Time MDOF模塊頻率分析的穩(wěn)態(tài)圖
圖3 PolyMAX模塊頻率分析的穩(wěn)態(tài)圖
圖4 TimeMDOF模塊分析的第一階模態(tài) 圖5 PolyMAX模塊分析的第一階模態(tài)
圖6 TimeMDOF模塊分析的第二階模態(tài) 圖7 PolyMAX模塊分析的第二階模態(tài)
圖8 TimeMDOF模塊分析的第三階模態(tài) 圖9 PolyMAX模塊分析的第三階模態(tài)
3. 結(jié)語
本文對某鋼質(zhì)路面板板塊單元進行了模態(tài)測試。在錘擊法測試獲得FRF數(shù)據(jù)后,分別利用Time MDOF模塊以及PolyMAX模塊進行了模態(tài)分析,得出了該路面板的三階頻率于模態(tài)。結(jié)果表明,兩種方法分析的頻率有些差別,P方法得出的頻率普遍比T方法得出的頻率高,同時兩種模塊分析出的高階模態(tài)差別也比較大。
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