實驗模態(tài)分析中結構建模的研究及虛擬式模態(tài)分析儀的研制.pdf

1、實驗模態(tài)分析是通過模態(tài)實驗測量系統(tǒng)的輸入(激勵)和輸出(響應)信號，由測量的激勵和響應實驗數(shù)據(jù)，經(jīng)動態(tài)信號分析和模態(tài)參數(shù)識別，確定機械結構的固有頻率、阻尼比和模態(tài)振型等動態(tài)特征參數(shù)。它廣泛應用于動態(tài)響應預估、結構動態(tài)修改、有限元模型修正、動態(tài)分析與設計，以及振動排故、故障診斷和結構健康檢測，已成為航空、航天、汽車、艦船、橋梁、建筑以及機械設備等產(chǎn)品的研制、定型、使用和維修中不可或缺的重要手段。虛擬儀器是計算機程序在計算機上運行所形成的儀

2、器，它利用數(shù)字信號分析中的基本原理，并通過計算機語言在計算機上編程，從而實現(xiàn)測試儀器的各種功能。本文正是基于模態(tài)分析技術和虛擬儀器技術，采用面向?qū)ο缶幊碳夹g、Visual C++軟件開發(fā)工具和模塊化設計思想，完整地開發(fā)出來了QLVC-MA2型虛擬式模態(tài)分析儀。
　　 本文首先介紹了課題所涉及到的背景技術-模態(tài)分析技術、振動測試技術以及虛擬儀器技術。然后系統(tǒng)地介紹了實驗模態(tài)分析技術的理論基礎。根據(jù)實驗模態(tài)分析的流程，由多自由度系統(tǒng)

3、的模態(tài)參數(shù)的概念介紹引出了多自由度系統(tǒng)的頻響函數(shù)的計算和估計以及模態(tài)參數(shù)的識別。模態(tài)參數(shù)的識別主要介紹了其基本概念、方法總結、正交多項式識別方法以及模態(tài)參數(shù)的標準化。
　　 本文完成了QLVC-MA2虛擬式模態(tài)分析軟件系統(tǒng)的開發(fā)和硬件平臺的構建，結合軟件和硬件完成了QLVC-MA2型虛擬式模態(tài)分析儀的研制。
　　 軟件系統(tǒng)采用面向?qū)ο缶幊碳夹g、Visual C++軟件開發(fā)平臺、OpenGL圖形處理軟件接口以及模塊化思想編

4、程，功能上分為結構模型輸入、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析(模態(tài)參數(shù)識別)以及模態(tài)參數(shù)輸出四個功能模塊。本文還對結構模型輸入和模態(tài)參數(shù)輸出模塊中涉及到的結構建模進行了研究。根據(jù)幾何建模原理以及實體造型技術，從結構和功能上進行了結構建模的構架。結構上采用一種改進的點線面模式－基于圖元對象和子結構的結構模型，功能上可實現(xiàn)圖形繪制、圖形編輯、圖形顯示、圖形導入、動畫演示以及文件處理。
　　 硬件平臺的構建基于一體化儀器技術。在此基礎上，通過選配相