实验模态分析中结构建模的研究及虚拟式模态分析仪的研制

发布时间：2023-11-03 18:50

　　实验模态分析是通过模态实验测量系统的输入(激励)和输出(响应)信号,由测量的激励和响应实验数据,经动态信号分析和模态参数识别,确定机械结构的固有频率、阻尼比和模态振型等动态特征参数。它广泛应用于动态响应预估、结构动态修改、有限元模型修正、动态分析与设计,以及振动排故、故障诊断和结构健康检测,已成为航空、航天、汽车、舰船、桥梁、建筑以及机械设备等产品的研制、定型、使用和维修中不可或缺的重要手段。虚拟仪器是计算机程序在计算机上运行所形成的仪器,它利用数字信号分析中的基本原理,并通过计算机语言在计算机上编程,从而实现测试仪器的各种功能。本文正是基于模态分析技术和虚拟仪器技术,采用面向对象编程技术、Visual C++软件开发工具和模块化设计思想,完整地开发出来了QLVC-MA2型虚拟式模态分析仪。 本文首先介绍了课题所涉及到的背景技术-模态分析技术、振动测试技术以及虚拟仪器技术。然后系统地介绍了实验模态分析技术的理论基础。根据实验模态分析的流程,由多自由度系统的模态参数的概念介绍引出了多自由度系统的频响函数的计算和估计以及模态参数的识别。模态参数的识别主要介绍了其基本概念、方法总结、正交多项...

【文章页数】：101 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 课题的研究背景与现状
        1.2.1 模态分析技术
        1.2.2 振动测试技术
        1.2.3 虚拟仪器技术
    1.3 论文章节安排及主要研究内容
2 实验模态分析的理论基础
    2.1 多自由度系统的模态参数和频响函数
        2.1.1 多自由度系统的模态参数
        2.1.2 多自由度系统的频响函数
    2.2 频响函数的估计
        2.2.1 功率谱密度分析和估计
        2.2.2 频响函数的估计
    2.3 模态参数识别
        2.3.1 模态参数识别的基本概念
        2.3.2 模态参数识别方法的总结
        2.3.3 正交多项式识别方法
        2.3.4 模态参数的标准化
    2.4 小结
3 实验模态分析中结构建模的研究
    3.1 结构建模基础
        3.1.1 几何模型分类
        3.1.2 结构建模方法
        3.1.3 结构建模实现方式-OpenGL
        3.1.4 结构建模编程工具-Visual C++
    3.2 结构建模的基本构架
        3.2.1 结构构架
        3.2.2 功能构架
    3.3 结构建模的具体实现
        3.3.1 相关的数据结构
        3.3.2 图元的绘制
        3.3.3 图元的编辑
        3.3.4 图形的显示操作
        3.3.5 振型动画的实现
        3.3.6 文件的处理
        3.3.7 DXF 文件的导入
    3.4 小结
4 虚拟式模态分析仪软件系统的开发
    4.1 系统总体框架设计
        4.1.1 功能模块划分
        4.1.2 系统控制设置
    4.2 系统功能模块实现
        4.2.1 结构建模模块
        4.2.2 数据采集模块
        4.2.3 数据分析模块
        4.2.4 模态输出模块
    4.3 小结
5 虚拟式模态分析仪的研制及其实验应用
    5.1 虚拟式模态分析仪硬件平台的构架
        5.1.1 一体化仪器技术
        5.1.2 虚拟式模态分析仪
        5.1.3 虚拟式模态分析测试系统
    5.2 实验模态分析的实验基础
        5.2.1 实验准备
        5.2.2 激励方法
        5.2.3 激励装置
    5.3 虚拟式模态分析仪的实验应用
        5.3.1 简支梁的模态实验
        5.3.2 框架结构的模态实验
        5.3.3 摩托车车架结构的模态实验
    5.4 小结
6 总结与展望
    6.1 本文工作总结
    6.2 后续工作的展望
致谢
参考文献
附录
    A. 硕士生期间发表的论文
    B. 硕士生期间参加的科研项目



本文编号：3859696