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概述

    为了研究某型号精密机床在工作过程中的振动响应，需要对其进行实验模态测试，以了解该型机床的动力学特性。

测试方案

    对于该机床结构，根据以往的经验可知，使用多次锤击测试完全能够达到测试要求。对于参考点的选择，由于该机床底座为花钢岩结构，质量、刚度和阻尼都较大，为了得到机床的整机模态，在机床底座的花岗岩结构上分别选机床所在坐标系X、Y、Z三个方向的其中3个测点为激励点。对于每组被测点，通过对每个激励点分别进行3次锤击，得到力锤的力信号和加速度响应信号，这些数据为模态分析提供原始数据。

    本方案中使用多输入多输出方式进行模态测试。相比较单参考点，而言，多参考点具有以下优势：如果从某个参考点不能有效地提取到某阶模态（比如，参考点紧临那阶模态的节点），那么其他参考点就可能是更合适的参考模态，避免了仅使用一个参考点可能存在模态丢失的情况。使用多参考点，考虑一些参考点的选择，这时每一个参考点可能能确定系统的某几阶模态，但不能完全确定系统所有的模态。因此，使用多参考点，通过参考点的组合能达到充分描述系统所有模态的目的。

数据分析

    利用北京东方振动和噪声技术研究所的DASP模态测试分析软件，对该型进行了模态测试分析，得到了所关注频带内的机床前24阶模态振型、固有频率及阻尼比，为研究机床振动响应提供了事实依据。从而可以达到以下三个目的：(1)利用实验模态测试结果，从仿真设计角度修正所建立的机床有限元模型及计算边界条件；(2)评价现有系统的动态特性，研究机床主轴工作在不同转速区间时，机床各阶固有频率对主轴工作转速的敏感性；(3)研究机床在工作过程中的振动响应与机床本身的动力学特性的关系，对机床的机构做优化设计。

试验设备

硬件 28通道INV3020C采集仪 MSC-3中型弹性力锤 INV1841B信号调理器 INV三向振动加速度传感器

软件 DASP工程版平台软件 模态分析基本软件 MIMO模态分析 PolyIIR模态分析