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      振動與模態分析的主要概念

         2022-02-15 3290
      核心提示:怡鵬達提出了全新的定向送料理念——智能柔性定向輸送,相繼研發了柔性振動平臺、離心式理料、離心盤、提升機外循環定向、推板式定向上料以及鏈式裝配平臺等系列行業自動送料裝配自動化設備。

      一、振動的基本問題

      已知激勵(動載荷)和結構參數,求解結構的振動響應(由輸入和系統的參數,求輸出)這稱為振動正問題?;诮Y構動力學分析理論,求結構動力學響應。

      已知激勵和振動響應,求結構參數。這個問題稱為振動問題的第一類反問題或系統辨識(系統識別)問題。

      已知結構參數和振動響應,求激勵。這個問題稱為振動問題的第二類反問題——(動態)載荷識別問題。

      二、描述振動系統的模型

      物理參數模型:質量、剛度、阻尼為特征參數的模型。

      模態參數模型:一類以模態頻率、模態振型、衰減系數為特征參數,一類以模態質量、模態剛度、模態阻尼、模態矢量(留數)為特征參數。

      非參數模型:頻率響應函數(傳遞函數)、脈沖響應函數都可以反映了振動結構的特性,稱為非參數模型。

      上述三種模型是等價的。從系統的物理參數模型(質量、剛度、阻尼)可以得到模態參數模型(模態、頻率、衰減系數或模態質量、模態剛度、模態阻尼、模態矢量),進而得到非參數模型(頻響函數或脈沖響應函數)。以上是振動理論的基本內容,也是系統識別的理論基礎。

      三、振動結構的系統識別

      物理參數識別:結構的物理模型為基礎,物理參數為識別目標。是進行結構動力學修改的基礎。

      模態參數識別:以模態參數模型為基礎,模態參數作為識別目標。優點:模態參數從整體上反映結構的固有振動特性,需識別的參數少,模態參數識別是系統識別的基本要求,是物理參數識別的基礎,也是模態分析的主要任務。

      非參數識別:根據結構的振動所受激勵和響應,確定結構的頻響函數(或傳遞函數),或者系統的脈沖響應函數(頻響函數與脈沖響應函數構成傅里葉變換對)。

      四、模態分析概念

      狹義定義:以結構振動理論為基礎,以模態參數識別為目標的分析方法,稱為模態分析。

      廣義定義:模態分析是研究結構物理參數模型、模態參數模型和非參數模型的關系,并通過一定手段確定這些系統模型的理論及其應用的一門學科。

      五、模態分析過程

      根據具體的方法和手段,模態分析分為理論模態分析和實驗模態分析。

      理論模態分析:即模態分析的理論過程。理論模態分析是以線性振動理論為基礎,研究激勵、結構、響應三者的關系,即通過結構的物理參數模型獲得模態參數模型,進而導出非參數模型。

      實驗模態分析:即模態分析的實驗過程,是理論模態分析的逆過程。首先通過結構的振動實驗,測得激勵和響應的時間歷程,運用信號處理技術求得頻率響應函數(傳遞函數),或脈沖響應函數,即獲得非參數模型,然后運用參數識別方法,求得系統模態參數,最后,如果需要進一步求得結構物理參數。

      實驗模態分析是綜合運用線性振動理論、動力學測試原理與方法、數字信號處理和參數識別等手段,進行結構參數識別的過程。即通過結構的非參數模型識別出模態參數模型,進而確定物理參數模型。流程如圖

      六、模態參數識別的分類方法

      按參數模型的不同分類:模態參數識別分為頻域參數識別時域參數識別。

      按響應信號數目分類:局部識別和整體識別。

      按激勵和響應的數目分類:SISO識別,SIMO識別,MIMO識別。SISO識別又屬于局部識別;SIMO和MIMO屬于整體識別。SISO識別中,按對結構模態密集程度不同,又分為單模態識別和多模態識別。

      按模態參數識別手段分類:圖解識別法,共振峰值法,分量分析法,矢端圖分析法,計算機識別法。

      按發展階段分類為:SISO識別(70年代初期),SIMO識別(70年代后期),MIMO識別(80年代)。

      七、模態分析中采用的阻尼模型

      常用的阻尼有粘性比例阻尼(線性阻尼模型)、一般粘性阻尼、結構比例阻尼(線性阻尼)、結構阻尼四種模型。

      實模態分析:無阻尼系統和比例阻尼系統,模態矢量都是實矢量,這種結構稱為實模態系統。

      復模態分析:結構阻尼系統和一般粘性阻尼系統的模態矢量都是復矢量,這種結構稱為復模態系統。

      怡鵬達成立于1997年,致力于自動化領域二十多年,本著“以人為本,科技創新”的理念,在自動化行業不斷的開拓進取,尤其在自動化定向送料方面,以多性能,多方式,立標準成為行業的佼佼者。

      目前,緊跟智能制造的大政策下,怡鵬達又提出了全新的定向送料理念,智能柔性定向輸送。相繼研發了柔性振動平臺,離心式理料,離心盤,提升機外循環定向,推板式定向上料以及鏈式裝配平臺等系列行業自動送料裝配自動化設備。為自動化行業的高端制造提供配套,為企業提高效率穩定生產提供保障。同時,針對行業的非標自動化設備需求,也為多個行業設計制作自動化生產組裝設備。受到行業的青睞。

       

       
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