[发明专利]一种消除附加质量影响的模态试验方法

说明书

本发明公开了一种消除附加质量影响的模态试验方法，包括以下步骤：S1，对待测结构划分测点；S2，采用移动力锤式模态试验，获得待测结构的某阶模态频率；S3，获得此阶模态振型节点与测点的相对位置关系；S4，更新某一测点，将临近节点的测点移动至与此阶模态节点重合或微小偏差的结构位置上；S5，将传感器和磁力座放置在更新后的测点上，进行移动力锤式模态试验，获得模态频率，消除了附加质量影响；S6，判断S5获得的模态频率是否达到精度，若没达到则以步骤S5测点为基础，重复S2‑S5直到获得的模态频率达到要求精度。本发明可有效降低模态试验中接触传感器及磁力座对结构原始模态的影响。

技术领域

本发明属于模态试验技术领域，具体涉及一种消除附加质量影响的模态试验方法，尤其针对接触式传感器和磁力座等附加质量对结构模态频率产生影响的问题，本发明可有效降低此类附加质量对结构模态频率的影响。

背景技术

结构模态试验广泛用于结构优化设计、改进、故障诊断、动力学分析等多个领域。接触传感器方式的模态试验也是目前极为常见的形式(成本低、技术成熟)，对于锤击激励的模态试验，已经成为机械、结构、土木等行业标准的动力学振动特性分析方法。

然而，模态试验中，大多关注获得被测结构的模态频率、振型、阻尼等参数，往往忽略一些模态试验中影响模态结果的因素。比如，接触传感器和磁力座相对于原始结构是一种附加质量，将影响结构模态，尤其影响刚度不大的被测结构。1994年曾庆华针对固定点激励且移动传感器的模态试验，指出传感器附加质量对模态结果产生影响，尤其被测结构质量较轻时，传感器的质量对测试结果将产生严重影响；将质量56g传感器悬挂在质量为6.55Kg直梁，传感器附加质量对模态结果影响达到10℅。这种接触传感器和磁力座等附加质量对结构模态频率的影响，尤其对模态频率的影响，在一定情况下无法被忽略。

如何消除附加质量对模态参数影响已得到较长时间关注，并且也有一些方法。1990年周传荣等进行轻质量试件试验模态研究，考虑传感器和激振器等引起的附加质量和附加刚度，采用模态理论分析消除附加质量对模态影响。然而，这些理论方法过于复杂且不便于工程中的应用。因此，本发明从试验方法上寻求突破，通过对试验方法方案进行创新，以消除传感器和磁力座等附加质量对结构模态频率的影响。本发明可有效降低附加质量对模态的影响，且成本低、操作过程简单。

发明内容

针对上述描述的不足，本发明提供了一种消除附加质量影响的模态试验方法，可极大程度降低接触传感器和磁力座等附加质量对结构模态频率的影响。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种消除附加质量影响的模态试验方法，包括以下步骤：

S1，对待测结构进行测点划分；所述待测结构适用于梁、杆等一维连续结构、二维平面结构或复杂的三维工程或试验结构。

S2，将附加质量放置于待测结构的任一测点，所述附加质量包括传感器和磁力座，采用移动力锤式锤击模态试验方法，运用LMS数据采集仪和模态分析软件获得待测结构某一阶模态频率和模态振型，此类模态试验中的接触传感器和磁力座影响模态频率；

S3，依据步骤S2得到的某阶模态的模态振型，获得此阶模态的模态振型节点以及振型节点与测点的位置关系，一维连续结构为节点，二维连续结构为节点组成的节线或节圆，节点为振型不动点，高阶模态拥有多个节点；

S4，更新测点中的某一个测点，将临近此阶模态任一节点的测点移动至与此节点重合或与此节点微小偏差的待测结构位置上，并更新LMS数据采集仪中待测结构的有限元模型的测点，被测结构的测点数没变，但某个测点的位置发生了改变，且改变后的位置与节点重合或在节点附近；

S5，将附加质量放置在更新后的测点上，进行移动力锤式模态试验，采用LMS数据采集仪和模态分析软件获得此阶模态频率，所得到的模态频率已是消除了附加质量影响的模态频率；