大阻尼液压振动台基础模态测试

2016-12-05 09:47:53 阅读次数:30167

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摘要:待测大阻尼振动台基础一阶设计阻尼比超过70%,属于超大阻尼结构。使用特制高弹性聚能力锤进行激励,采用基于变时基技术的EMA模态测试方法结合多点激励多点响应(MIMO)的模态测试技术进行数据采集;并采用构造单自由度纯模态参数精确识别算法进行模态分析,得到该大阻尼振动台基础的模态参数(频率、阻尼比和振型),为大阻尼振动台基础的动力学特性分析提供试验依据,同时为今后大阻尼结构的模态测试提供新的试验案例。

关键词:大阻尼,液压振动台基础,模态,高弹性聚能力锤


测试概况

近年,国内引进或者自行生产的液压振动台逐渐增多,由于使用新型激振器,使得振动台的频带宽、激振力大、振动强烈,因此需利用地基的阻尼比来控制共振,降低振动台振动对周围环境的影响,充分发挥振动台基础地基的减振作用。

通过基础地基的模态测试,得到其模态参数(频率、阻尼比和振型),为振动台基础地基的动力学分析提供试验依据;同时,为振动台基础地基的设计修改提供参考。另一方面,由于其质量和阻尼比都非常大,其模态测试存在较大的困难,此次测试为大阻尼结构的模态测试提供新的试验案例。


技术难点

2.1 超大阻尼结构

待测振动台基础地基一阶设计阻尼比超过70%,属于超大型阻尼结构,其频响函数曲线的幅值无明显主峰,各阶模态之间无明显的波峰和波谷。

解决方法:

采用多输入多输出MIMO模态试验方法,可通过复模态指示函数CMIF或多变量指示函数MMIF显示模态频率所在的位置。

2.2 液压振动台基础质量大,难以激励

振动台基础质量较大(约1400吨),位于室内,脉动法难以激励,且普通的力锤激励方法很难对其激励,需要采取合适的激励方式获得激励和响应信号,从而准确的测出其阻尼;

解决方法:

特制高弹性聚能力锤+多块配重块方式进行激励,变时基方式进行采样,既保证了良好的低频特性,也提供了足够的激励能量。

2.3 超大阻尼结构的模态拟合方法

阻尼大于30%时,频响函数曲线无主峰;待测振动台基础阻尼大于70%,频响函数曲线近于直线,采用何种方法进行模态拟合方法成为一个技术难点;

解决方法:

采用多种模态拟合方法(ERAPolyIIRPolyLSCF等)进行计算,并结合构造单自由度纯模态参数精确识别算法进行分析,得到较好的试验结果。


测试系统 

测试系统


DASP采集分析软件

DASP工程版平台软件

 MIMO模态分析

多种模态分析方法:ERAPolyIIRPloyLSCF

 模态结果校验

INV硬件

16通道24INV3060S采集仪2

特制高弹性聚能力锤+配重块

低频拾振器

 

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                                                        1    测试系统连接图


部分模态分析结果

通过对其进行模态测试,得到了其垂直方向的前4阶模态和水平方向模态,其垂直方向模态结果如图2所示。

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                                                                    (a)上下沉浮


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                                                                    (b)左右侧翻


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                                                                    (c)前后点头


image006.png

                                                                    (d)一阶弹性体

                                图大阻尼振动台基础模态测试结果