振動模態分析工作原理
何為模態分析?所謂模態分析是指將線性定常系統振動微分方程組中的物理坐標變換為模態坐標,使方程組解耦,成為一組以模態坐標及模態參數描述的***立方程,以便求出系統的模態參數。
那么,在使用中,模態分析是如何實現的呢?
***先將結構物在靜止狀態下進行人為激振,通過測量激振力與響應并進行雙通道快速傅里葉變換(FFT)分析,得到任意兩點之間的機械導納函數(傳遞函數)。用模態分析理論通過對試驗導納函數的曲線擬合,識別出結構物的模態參數,從而建立起結構物的模態模型。根據模態疊加原理,在已知各種載荷時間歷程的情況下,就可以預言結構物的實際振動的響應歷程或響應譜。
模態分析實質就是一種坐標系統的變換,目的在于把原在物理坐標系統中描述的響應向量放到所謂的“模態坐標系統”中描述,這一坐標系統每一個基向量恰好是振動系統的個性特征向量,利用各特征向量之間的正交性,可使描述響應向量的各個坐標互相谷底而無耦合,于是,振動方程式一組互無禍合的方程,各個坐標均可單***求解。
在工業上,通過使用振動分析儀對設備進行模態分析,搞清楚了結構物在某一易受影響的頻率范圍內的各階主要模態的特性,就可以預言結構在此頻段內在外部或內部各種振源作用下產生的實際振動響應。因此,模態分析是結構動態設計及設備故障診斷的重要方法。