搜索利用LMS TestLab系统进行路面板的模态试验
2013-06-06 by:广州有限元分析、培训中心-1CAE.COM 来源:仿真在线
本文介绍了LMS TestLab振动测试系统的组成以及主要功能的基础上,对某钢质路面板进行了模态试验,模态分析分别利用了该测试系统的Time MDOF模块以及PolyMAX模块。结果表明,两种模块分析出的高阶模态差别比较大。
张军 陈国浩 刘俊 穆荣 来源:LMS
关键字:CAE LMS TestLab 路面板 模态试验
1. 系统组成与功能
1.1 统组成
LMS TestLab振动测试系统的组成为:LMS SCADAS III 多通道数采前端即硬件部分,以及TestLab模态分析软件。
1.2 LMS SCADAS III 多通道数采前端的主要配置
LMS SCADAS III 多通道数采前端的主机箱为16槽机箱,包括SCSI接口,功率要求约为260W,风机噪声很低,很适合于振动与噪声测量分析;输入通道数为32通道电压/ICP测量;并且能够产生2通道的用
于模态试验的激振器信号源。
1.3 LMS Test.Lab模态分析软件
MS Test.Lab模态分析软件主要包括几何建模、常规振动分析、锤击法模态测试、模态分析、工作模态分析以及PolyMAX方法模态分析等模块组成,其工作流程如图1所示。这些模块均建立在软件平台之上,模态分析软件由前端驱动程序通过SCSI接口将动态数据采集并存储在计算机中。模态分析前进行几何建模,模态测试主要有两个模块即常规振动分析模块与锤击法模态测试模块来进行。模态分析有三种方法:模态分析、PolyMAX方法以及工作模态分析,其中PolyMAX方法是内嵌在模态分析[1,2]中的。常规振动分析与锤击法模态测试的数据都是通过模态分析模块进行数据分析与处理。进行工作模态分析时,首先由常规振动分析进行数据采集,然后再利用工作模态分析模块进行数据分析与处理。
1.4 系统功能
该系统主要功能有:可以实现32通道并行振动数据采集和分析,支持ICP传感器测量;可进行桥梁等大型结构的多输入多输出MIMO模态试验分析,包含多种模态分析方法,适合于大型结构的模态试验分析[3]和高密度模态分离,识别出各种模态参数,多种模态参数质量评价工具,提高试验模态模型的可信程度;可进行自然激励条件下的工作模态分析。
图1 LMS Test.Lab系统工作流程框图
2. 路面板模态试验
试验对象为某钢质路面板,长4m,宽0.4m,厚0.08m。测试时共布置了10个测点,采用锤击法测试。模态分析分别利用Time MDOF模块(下面简称T方法)和PolyMAX模块(下面简称P方法)进行模态分析,最终得出了该路面板的前三阶频率(如表1所示)与模态(如图4~图9所示)。图2和图3分别为Time MDOF模块以及PolyMAX模块频率分析的稳态图,两图基本上时相同的。表2为这两种模块分析的模态MAC系数对比表,结果表明,这两种模块分析不同阶次的模态之间的MAC系数基本上接近于零,即表明不存在相关性。对于第一阶模态,T方法与P方法分析的模态之间的MAC系数为97.90%,基本上接近于1,说明两种方法分析的模态基本上是相同的(如图4和图5所示),第三阶模态的MAC系数为76.80%,相关性不太好(如图8和图9所示),说明两种方法分析的模态差别比较大。
表1 路面板的前三阶频率与阻尼比列表
表2 两种模块分析的MAC系数对比表
图2 Time MDOF模块频率分析的稳态图
图3 PolyMAX模块频率分析的稳态图
图4 TimeMDOF模块分析的第一阶模态 图5 PolyMAX模块分析的第一阶模态
图6 TimeMDOF模块分析的第二阶模态 图7 PolyMAX模块分析的第二阶模态
图8 TimeMDOF模块分析的第三阶模态 图9 PolyMAX模块分析的第三阶模态
3. 结语
本文对某钢质路面板板块单元进行了模态测试。在锤击法测试获得FRF数据后,分别利用Time MDOF模块以及PolyMAX模块进行了模态分析,得出了该路面板的三阶频率于模态。结果表明,两种方法分析的频率有些差别,P方法得出的频率普遍比T方法得出的频率高,同时两种模块分析出的高阶模态差别也比较大。
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