[发明专利]一种基于锤击激励法的充气柔性薄膜结构的模态测试装置及测试方法

摘要

本发明公开一种基于锤击激励法的充气柔性薄膜结构的模态测试装置及测试方法，通过力锤在充气柔性薄膜结构的标定激励点进行敲击而施加振动激励，由安装于力锤上的力传感器接收力信号。通过安装在充气柔性薄膜结构表面的加速度传感器接收加速度信号。力信号和加速度信号经过电荷放大器放大之后，由数据采集仪将接收到的加速度电信号和力电信号输入计算机，计算机对信号进行数模转换，并根据力信号和加速度信号得到频响函数矩阵，最终通过参数识别得到结构各阶模态振型和有关模态参数。由此可以为充气柔性薄膜结构的模态数值仿真进行验证并提供参考。本发明结构装置简单、操作便捷、适用性广。

主权项

一种基于锤击激励法的充气柔性薄膜结构的模态测试装置，其特征在于：包括结构模态试验系统、结构动力学试验系统、充气测压系统和试验分析用计算机；结构模态试验系统含4路控制通道，48路采样通道，其采样精度16位；包括信号采集分析仪、带SCSI接口的主机箱、ICP调制输入模块、A/D转换器和DSP数据处理器、信号源输出模块、加速度计校准器组成；结构模态试验系统对加速度传感器输出的加速度电信号、力传感器输出的力信号进行数据采集、数据存储、信号的数模变换和参数计算与分析；结构动力学试验系统包括激励力锤和加速度传感器，激励力锤与结构模态试验分析系统通过数据线连接，加速度传感器贴于试验对象的薄膜结构中部表面，同样与结构模态试验系统通过数据线连接；通过使用激励力锤敲击试验对象结构的表面，给试验对象施加振动激励，同时将力传感器接收到的激励信号转化为电信号，通过电荷放大器传入信号采集分析仪；加速度传感器将接收到的加速度变化转化为电信号，通过电荷放大器传入结构模态试验分析系统中的信号采集分析仪；充气测压系统包括气泵、微压计以及软管，其中气泵用于对实验对象进行充气加载，微压计用于测量实验对象内部的气压，气泵和实验对象以及微压计与实验对象均由软管相连接；试验用计算机用于集成和调用结构模态试验分析系统以及结构动力学试验系统，处理和显示由加速度传感器和力传感器传输来的电信号，将采集到的加速度信号和力信号，根据多参考最小二乘复频域(LSCF)原理，生成频响函数矩阵，经过计算得到试验对象的各阶固有频率及其模态参数，并同时作为计算结果的输出显示终端；所述结构模态试验系统、结构动力学试验系统、试验用计算机通过数据线连接，充气测压系统和试验对象通过充气软管连接，所述试验对象为充气柔性薄膜结构。