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气流筛样机测试实验采用的激励方式

气流筛进行模态分析的关键,是准确地测得其频响函数数据,这就要求尽可能提高测试精度,充分考虑合理的实验方案。

    在气流筛模态测试实验中,激励系统的配置和安装是最困难和耗时的步骤,其选择和安装的合理程度直接影响测量的结果精度,甚至产生错误的结果。常用的激励装置有激振器激励和力锤锤击法。对于激振器激励可以产生多种激励信号,但是必须和信号发生器、放大器配套使用,而且其安装需要特殊的装置,对气流筛模型有附加刚度和阻尼。在气流筛模型的预实验中,分别用磁电式激振器和力锤进行激励。磁电式激振器的安装需要设计专用的底座,其位置的调整很不方便,该种激励方式对原点响应的测量也很不方便。在气流筛模型预实验中,发现两者的实验效果相差不大,故在正式实验中采用操作简单、实验费用低的力锤激励法,为了减少锤击法对力信号造成的噪声、偏差影响,对信号进行20次采样,进行平均处理。

    高弹性聚能力锤,含有先进的弹性聚能装置,能有效增强激励力和延长激励时间,使激励能量集中于低频段,提高脉冲激励响应的频响函数分析精度,特别适合与气流筛这样大型低频结构,比激励力锤锤击法使用方便,其成本也比激振器及配套装置的成本低得多,激励的力信号的频谱具有足够的带宽,不会对气流筛模型产生附加质量、刚度和阻尼。

    在模态实验理论中,根据激励数目和区域的不同,激励方式可以分为单点激励、多点激励。单点激励是最常用、最简单的激励方式,是指对测试结构一次只对一个点的一个方向进行激励,而在其它的任何坐标上均没有激励作用。多点激励是指对多个点同时施加激励力的激励方式,输入系统激励能量会成倍增加的。为了获得较好的实验结果,气流筛样机测试实验采用多点激励的方式。

    在进行模态实验分析时,首先要确定被测物体的固定方式。根据实际结构情况,可以分为自由支撑、固定支撑、原装支撑。所谓自由支撑就是指试件在任何坐标方向上都没有约束,即将试件自由的悬挂在空中。任何试件理论上都具有六个刚体模态,刚体模态的模态频率为零。所谓固定支撑就是结构承受刚性约束的情况。原装支撑是广泛采用的支撑方式,对完整结构来说,原装支撑是最优边界模拟。

    由于自由支撑对结构最低弹性模态固有频率的影响只有1%,且自由状态具有更多的自由度,为了获得较好的实验效果,对大型气流筛进行模态实验时,用气垫支撑,即采用自由支撑方式。

    气流筛筛箱是一个复杂结构的弹性体,为了能够很好的反映其模态特征,测点布置在筛框横梁、侧板和刚度变化较显著的点上,需要在筛箱上布置尽可能多的测点,使横梁和侧板布点均匀,左右对称布置。这样,既便于以后的模态综合,又不致使识别的模态失真。测点布置、测点数量的选择还应考虑到以下两方面的要求:能够明确显示在实验频段内所有模态的基本特征及相互间的区别;保证所有被关注的结构点,都在所选的测量点之中。为提高信噪比,测点不应选在各阶振型节点附近;在研究的主要部位,测点布置应较为密集。每一个测点都要测量三个方向的坐标,并且每一个测点的每个方向都要进行多次测量,然后进行平均处理以消除随机误差。

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