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为什么需要曲线拟合?

时间:2023-06-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:那我们为什么还要进行曲线拟合呢?图5-54 频响函数的幅值谱另一方面,FRF的虚部同时表明了幅值和响应的方向,其中方向是最重要的信息。如图5-55所示为悬臂梁15个测点的FRF虚部连线得到的前三阶近似模态振型。因此,需要一种方法,也就是曲线拟合来获得这些模态参数。而当我们通过曲线拟合获得每阶模态参数之后,又可以由这些模态参数来绘制新的FRF曲线,这些FRF曲线就是所谓的综合的FRF。

为什么需要曲线拟合?

当我们对一个结构进行实验模态测量时,能获得所有测点位置的频响函数,从频响函数的共振峰位置可以获得结构的固有频率,同时也可以获得阻尼信息,直接获得不到振型信息,但如果把每一阶模态的所有测点的FRF虚部都连接起来,实际上也能近似得到模态振型。也就是说,从频响函数中可以获得结构的频率、阻尼和振型信息。那我们为什么还要进行曲线拟合呢?

某结构其中一条频响函数的幅值谱如图5-54所示。从图5-54中共振峰的位置能获得频率和阻尼信息,因为这两个特征是结构的全局特征。但实际上,每一个测点得到的共振峰的位置与实际值都有一定的偏差,因此,从每个测点得到的某一阶模态频率都是有偏差的。第二,由于测点位置不同,同一阶模态的共振峰的幅值高低也不相同,这样由每条FRF计算得到的阻尼信息(如半功率带宽法)也是不一样的。那模态结果到底使用哪个频率和阻尼呢,这就让分析工程师感到为难了。

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5-54 频响函数的幅值谱

另一方面,FRF的虚部同时表明了幅值和响应的方向,其中方向是最重要的信息。我们知道FRF虚部的峰值幅值直接与留数相关(而留数与模态振型相关)。如果将所有测点的FRF虚部连接起来,就近似是这阶模态振型。如图5-55所示为悬臂梁15个测点的FRF虚部连线得到的前三阶近似模态振型。这个方法确定模态振型过于简单,得到的模态振型还不是真实的模态振型,只能称为近似模态振型。

从以上可知,虽然通过一些简便的方法也能获得近似的模态参数,但总的说来,这些模态参数是不精确的,需要通过一些更为精确的方法来获得模态参数。虽然测量获得了每个测点的FRF,但是从这些FRF曲线,我们并不知道每阶模态参数是多少。因此,需要一种方法,也就是曲线拟合来获得这些模态参数。而当我们通过曲线拟合获得每阶模态参数之后,又可以由这些模态参数来绘制新的FRF曲线,这些FRF曲线就是所谓的综合的FRF。通常将实测的FRF与综合的FRF进行对比,确定二者的相关性与误差,如图5-56所示。(www.xing528.com)

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5-55 悬臂梁前三阶近似模态振型

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5-56 实测FRF与综合FRF的对比

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