衰减法测定稳态振动系统损耗因子的实验分析技术.pdfVIP

2 0 0 1 年2 月 西 北 工 业 大 学 学 报 F eb. 200 1 第19卷第1期 Jou rn a l o f N o r thw e stern Po ly techn ica l U n iver sity V o l. 19 N o. 1 衰减法测定稳态振动系统损耗因子的 实验分析技术 盛美萍, 王敏庆, 孙进才 (西北工业大学 航海工程学院, 陕西 西安　7 10072) 摘　要: 建立了双模态系统振动分析模型, 并详细分析了模态损耗因子与分析带宽内的系统损耗因 子之间的关系, 研究发现: 稳态激振系统的损耗因子主要取决于振动衰减较快的模态。在衰减法测 试系统损耗因子时, 必须充分考虑初始时刻迅速衰减的成分。最后, 本文提供了一种用衰减法测定 稳态振动系统损耗因子的实验分析技术, 该技术操作简单, 并且精度较高。 关　键　词: 模态, 损耗因子, 实验分析 ( ) 中图分类号: TB 532　　　文献标识码:A 　　　文章编号: 200 1 0 10 13006 　　损耗因子是统计能量分析(SEA ) 方法的关键参 文献[ 1] 的一个重要结论是: 对一般振动系统而 数之一, 它反映了稳态振动系统在分析带宽内消耗 言, 可以认为模态耦合参数对结构振动能耗的影响 振动能量的能力。损耗因子的实验测定一般采用衰 很小。根据这一结论, 可以把双模态振动系统模型简 减法, 即通过测试振动衰减的规律获得分析频带内 化如图 1 所示。 的损耗因子。由于实际结构经常发生在一个分析频 带内包含多个模态的情况, 导致实验获得的振动衰 减规律十分复杂, 给损耗因子的确定带来很大困难, 不同的分析者面对同一实验获得的同一衰减规律, 根据各 自的经验加以分析, 最后得到的损耗因子值 各不相同, 有时甚至相差一个数量级。因此, 从理论 上分析系统损耗因子并提供一种适合工程实际的测 试分析技术十分必要。为此, 文献[ 1]详细研究了双 图 1　双模态振动系统简化模型 模态耦合系统的振动耗能特性, 得到了关于模态耦 合系统能量损耗特性的一些基本结论, 其中包括模 由于两个模态之间没有相互耦合, 因此能量关 态耦合因素对系统损耗因子影响很小的结论。本文 系比双模态耦合系统简单。系统的振动能量即为两 在文献[ 1] 结论的基础上, 建立了双模态系统振动分 个模态的振动能量之和, 而系统的损耗能量则为两 析模型, 并详细分析了系统损耗因子与模态损耗因 个模态的损耗能量之和。系统的运动方程为 子之间的关系, 最后给出了适合工程应用的分析技 m x + c x + k x = F 1 1 1 1 1 1 1 术, 所得结论对于提高稳态振动系统损耗因子的测 m x + c x + k x = F ( 1) 2 2 2 2 2 2 2 试分析精度具有重要指导意义。 在下面的计算分析中, 选