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试验模态与计算模态的偏差分析

时间:2023-06-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:试验模态的第12阶对应着有限元模态的第8阶,因为模态顺序不同,所以导致二者这一阶频率相差较大,但振型是一致的,此时该阶模态的相对误差达到了17.19%,因而也导致第13、14阶频率的相对误差达到11.85%。试验模态与有限元模态的第15~18阶顺序相同,此时二者的频率误差最大达到8.23%。试验的第23和24阶是一对重根模态,对应有限元的重根模态为第25和26阶。因此,试验模态与计算模态的先后顺序不完全一致。

试验模态与计算模态的偏差分析

有限元计算得出的前28阶弹性模态振型与MIMO试验方法得出的前28阶模态振型完全一样,但是二者模态振型的顺序有所不同。前七阶模态顺序二者完全相同,二者的这七阶频率相对误差在2.5%以内。但是试验模态的第8~11阶分别对应有限元模态的第9~12阶,二者的这四阶频率相对误差都在3%以内。试验模态的第12阶对应着有限元模态的第8阶,因为模态顺序不同,所以导致二者这一阶频率相差较大,但振型是一致的,此时该阶模态的相对误差达到了17.19%,因而也导致第13、14阶频率的相对误差达到11.85%。试验模态与有限元模态的第15~18阶顺序相同,此时二者的频率误差最大达到8.23%。关于试验模态与计算模态对比请参考本书第5章5.15试验模态与计算模态的区别与联系。

试验的第19和20阶是一对重根模态,对应着有限元的重根模态为第21和22阶。试验的第21和22阶也是一对重根模态,分别对应有限元的重根模态为第19和20阶。试验的第23和24阶是一对重根模态,对应有限元的重根模态为第25和26阶。试验的第25和26阶模态是一对重根模态,对应有限元的重根模态为第23和24阶。因此,试验模态与计算模态的先后顺序不完全一致。

实际上我们已经明白:各阶模态的先后顺序只受结构质量和刚度分布的影响,不受其他因素影响。导致二者模态顺序不完全一致的可能原因有以下两点:

1)试验模态传感器和导线都有重量,而计算模态却没有考虑这些。虽然四个传感器总重只有32g(制动盘重5000g),但是因这些重量,使得附加质量明显,从而影响到结构的质量和刚度分布。(www.xing528.com)

2)经过仔细检查,发现制动盘顶面厚度从外到内逐渐变小,虽然幅度不是很大,但在计算模态却是以等厚度考虑的。因而,实际结构顶部区域的质量与刚度分布与有限元模型存在差异。

当然,制动盘本身制造工艺的原因或致密性等也会导致二者存在差异。所有这些原因最终都将影响到结构的质量与刚度分布,最终导致二者的模态先后顺序不一致。

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