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氣流篩樣機測試實驗采用的激勵方式

氣流篩進行模態分析的關鍵,是準確地測得其頻響函數數據,這就要求盡可能提高測試精度,充分考慮合理的實驗方案。

    在氣流篩模態測試實驗中,激勵係統的配置和安裝是最困難和耗時的步驟,其選擇和安裝的合理程度直接影響測量的結果精度,甚至產生錯誤的結果。常用的激勵裝置有激振器激勵和力錘錘擊法。對於激振器激勵可以產生多種激勵信號,但是必須和信號發生器、放大器配套使用,而且其安裝需要特殊的裝置,對氣流篩模型有附加剛度和阻尼。在氣流篩模型的預實驗中,分別用磁電式激振器和力錘進行激勵。磁電式激振器的安裝需要設計專用的底座,其位置的調整很不方便,該種激勵方式對原點響應的測量也很不方便。在氣流篩模型預實驗中,發現兩者的實驗效果相差不大,故在正式實驗中采用操作簡單、實驗費用低的力錘激勵法,為了減少錘擊法對力信號造成的噪聲、偏差影響,對信號進行20次采樣,進行平均處理。

    高彈性聚能力錘,含有先進的彈性聚能裝置,能有效增強激勵力和延長激勵時間,使激勵能量集中於低頻段,提高脈衝激勵響應的頻響函數分析精度,特別適合與氣流篩這樣大型低頻結構,比激勵力錘錘擊法使用方便,其成本也比激振器及配套裝置的成本低得多,激勵的力信號的頻譜具有足夠的帶寬,不會對氣流篩模型產生附加質量、剛度和阻尼。

    在模態實驗理論中,根據激勵數目和區域的不同,激勵方式可以分為單點激勵、多點激勵。單點激勵是最常用、最簡單的激勵方式,是指對測試結構一次隻對一個點的一個方向進行激勵,而在其它的任何坐標上均沒有激勵作用。多點激勵是指對多個點同時施加激勵力的激勵方式,輸入係統激勵能量會成倍增加的。為了獲得較好的實驗結果,氣流篩樣機測試實驗采用多點激勵的方式。

    在進行模態實驗分析時,首先要確定被測物體的固定方式。根據實際結構情況,可以分為自由支撐、固定支撐、原裝支撐。所謂自由支撐就是指試件在任何坐標方向上都沒有約束,即將試件自由的懸掛在空中。任何試件理論上都具有六個剛體模態,剛體模態的模態頻率為零。所謂固定支撐就是結構承受剛性約束的情況。原裝支撐是廣泛采用的支撐方式,對完整結構來說,原裝支撐是最優邊界模擬。

    由於自由支撐對結構最低彈性模態固有頻率的影響隻有1%,且自由狀態具有更多的自由度,為了獲得較好的實驗效果,對大型氣流篩進行模態實驗時,用氣墊支撐,即采用自由支撐方式。

    氣流篩篩箱是一個複雜結構的彈性體,為了能夠很好的反映其模態特征,測點布置在篩框橫梁、側板和剛度變化較顯著的點上,需要在篩箱上布置盡可能多的測點,使橫梁和側板布點均勻,左右對稱布置。這樣,既便於以後的模態綜合,又不致使識別的模態失真。測點布置、測點數量的選擇還應考慮到以下兩方麵的要求:能夠明確顯示在實驗頻段內所有模態的基本特征及相互間的區別;保證所有被關注的結構點,都在所選的測量點之中。為提高信噪比,測點不應選在各階振型節點附近;在研究的主要部位,測點布置應較為密集。每一個測點都要測量三個方向的坐標,並且每一個測點的每個方向都要進行多次測量,然後進行平均處理以消除隨機誤差。

責任編輯:東源機械

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