固有頻率測量系統(tǒng)有二種方法:
1:掃頻式
是由掃頻激振器、功率放大器、掃頻信號(hào)源、振動(dòng)頻率測量分析儀、振動(dòng)傳感器、等部件組成,主要通過激振掃頻形式,讓其工件產(chǎn)生共振,并通過拾取共振信號(hào),得出其工件的固有頻率。
在激振功率輸出不變的情況下,由低到高調(diào)節(jié)激振器的激振頻率,通過振動(dòng)測量儀,我們可以觀察到在某一頻率下,任一振動(dòng)量(加速度、速度、位移、速度)幅值迅速增加,這就是機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)的某階固有頻率。
錘擊法
用沖擊力激振,通過輸入的力信號(hào)和輸出的響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行傳函分析,得到各階固有頻率,此方法準(zhǔn)確和方便。
雖然理論上講在一個(gè)位置安裝一個(gè)傳感器就能測量出結(jié)構(gòu)所有階固有頻率,但是卻有一些現(xiàn)實(shí)方面的影響,主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
1)與測量位置有關(guān)。我們知道在布置模態(tài)參考點(diǎn)時(shí),要求避開關(guān)心的所有模態(tài)的節(jié)點(diǎn)位置。同樣的道理,固有頻率作為三個(gè)模態(tài)參數(shù)之一,同樣要遵循這樣的要求。
2)與激勵(lì)位置有關(guān)。如果采用測量FRF的方法進(jìn)行測量,那么,要求激勵(lì)位置也應(yīng)該避開關(guān)心的所有模態(tài)的節(jié)點(diǎn)位置。這是因?yàn)槿绻?lì)位置是某階模態(tài)的節(jié)點(diǎn)位置,那么將激勵(lì)不起來這階模態(tài),因而這階模態(tài)將不參與結(jié)構(gòu)的響應(yīng),導(dǎo)致這階模態(tài)在FRF曲線中不可見。也就是說,對于固有頻率測量而言,要求激勵(lì)與響應(yīng)位置同時(shí)避開模態(tài)節(jié)點(diǎn)位置。
3)與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有關(guān)。如果結(jié)構(gòu)是一個(gè)強(qiáng)方向性模態(tài)結(jié)構(gòu),那么,如果只在一個(gè)方向布置一個(gè)單向傳感器,那么必將丟失其他方向的固有頻率。因此,對于具有強(qiáng)方向性模態(tài)的結(jié)構(gòu)而言,應(yīng)該在不同的方向布置測點(diǎn)。
當(dāng)僅在結(jié)構(gòu)一個(gè)位置布置傳感器進(jìn)行測量時(shí),由于各階模態(tài)的節(jié)點(diǎn)位置都是不相同的,因而,固有頻率測量會(huì)遭遇與模態(tài)參考點(diǎn)相同的風(fēng)險(xiǎn):一個(gè)測量位置會(huì)導(dǎo)致一階或幾階固有頻率不可見,因?yàn)橐粋€(gè)測量位置不是這階模態(tài)的節(jié)點(diǎn),就可能是那階模態(tài)的節(jié)點(diǎn)的可能性非常大。因此,強(qiáng)烈建議布置多個(gè)測量位置,原理與布置多參考點(diǎn)相同。
在工程設(shè)計(jì)中,有時(shí)只需知道低階(如一、二階)固有頻率、振型以及阻尼系數(shù),可用簡易方法測定這些參量: ①固有頻率測定 用敲擊或突然卸載使系統(tǒng)產(chǎn)生自由振動(dòng),記錄其衰減波形并與儀器中的時(shí)標(biāo)信號(hào)比較,或?qū)⑿盘?hào)發(fā)生器產(chǎn)生的固定頻率正弦波和衰減波形輸入射線示波器,由示波器顯示的利薩如圖形求得一、二階固有頻率。
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