以下内容总结自 "Modal Analysis"(He2001).
- 模态分析是确定,改进以及优化结构动力特性的方法.
- 模态分析是一个从测量振动信号(频响函数,脉冲响应)中提取模态参数(频率,阻尼比,模态常数),构建动力特性的数学模型的分析过程.
问题来源
- 当代的结构(机械,航天,土木)设计趋于轻质高强化,与传统结构相比更容易发生非预期的振动效应.因此结构的振动问题逐渐成为控制性问题,必须在设计和检测中得到充分考虑.
- 有限元方法(FEM)成为结构分析的有力工具.但FEM对结构动力特性的分析存在困难,动力特性(阻尼,非线性)难以在传统的建模中处理;实际结构的边界条件不满足理想的模型假设.
因此有效的结构动力分析必须将FEM建模与结构动力测试结合起来.
技术组成
模态分析(Modal Analysis)为解决以上问题应运而生.模态分析包括理论和实验技术两个方面.
理论(Theoretical Modal Analysis)
分析路径--Spatial Model(Mass, Stiffness, Damping Matrix) -> Modal Model
技术组成--现代FEM
实验(Experimental Modal Analysis)
- 分析路径
- Response Model(Frequency/Impuse Response)
- Modal Model
- 技术组成：测量与信号处理技术
- test preparation
- frequency response measurements
- modal parameter identification
应用(Applications)
- 损伤识别(Troubleshooting)
- 有限元模型修正(Model Updating)
- 结构修正(Structural Modification)
- Modal Parameter -> Physical Parameter
- 敏感分析(Sensitive Analysis)
- Physical Parameter -> Modal Parameter
- 模型缩减(Model Reduction)
- 缩减自由度的结构模型的评价
- 激励响应预测(Forced Response Prediction)
- 主动振动控制(Active Vibration Control)
