實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析中結(jié)構(gòu)建模的研究及虛擬式模態(tài)分析儀的研制.pdf

1、實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析是通過模態(tài)實(shí)驗(yàn)測量系統(tǒng)的輸入(激勵(lì))和輸出(響應(yīng))信號，由測量的激勵(lì)和響應(yīng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，經(jīng)動(dòng)態(tài)信號分析和模態(tài)參數(shù)識別，確定機(jī)械結(jié)構(gòu)的固有頻率、阻尼比和模態(tài)振型等動(dòng)態(tài)特征參數(shù)。它廣泛應(yīng)用于動(dòng)態(tài)響應(yīng)預(yù)估、結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)修改、有限元模型修正、動(dòng)態(tài)分析與設(shè)計(jì)，以及振動(dòng)排故、故障診斷和結(jié)構(gòu)健康檢測，已成為航空、航天、汽車、艦船、橋梁、建筑以及機(jī)械設(shè)備等產(chǎn)品的研制、定型、使用和維修中不可或缺的重要手段。虛擬儀器是計(jì)算機(jī)程序在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行所形成的儀

2、器，它利用數(shù)字信號分析中的基本原理，并通過計(jì)算機(jī)語言在計(jì)算機(jī)上編程，從而實(shí)現(xiàn)測試儀器的各種功能。本文正是基于模態(tài)分析技術(shù)和虛擬儀器技術(shù)，采用面向?qū)ο缶幊碳夹g(shù)、Visual C++軟件開發(fā)工具和模塊化設(shè)計(jì)思想，完整地開發(fā)出來了QLVC-MA2型虛擬式模態(tài)分析儀。
　　 本文首先介紹了課題所涉及到的背景技術(shù)-模態(tài)分析技術(shù)、振動(dòng)測試技術(shù)以及虛擬儀器技術(shù)。然后系統(tǒng)地介紹了實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析技術(shù)的理論基礎(chǔ)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析的流程，由多自由度系統(tǒng)

3、的模態(tài)參數(shù)的概念介紹引出了多自由度系統(tǒng)的頻響函數(shù)的計(jì)算和估計(jì)以及模態(tài)參數(shù)的識別。模態(tài)參數(shù)的識別主要介紹了其基本概念、方法總結(jié)、正交多項(xiàng)式識別方法以及模態(tài)參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化。
　　 本文完成了QLVC-MA2虛擬式模態(tài)分析軟件系統(tǒng)的開發(fā)和硬件平臺的構(gòu)建，結(jié)合軟件和硬件完成了QLVC-MA2型虛擬式模態(tài)分析儀的研制。
　　 軟件系統(tǒng)采用面向?qū)ο缶幊碳夹g(shù)、Visual C++軟件開發(fā)平臺、OpenGL圖形處理軟件接口以及模塊化思想編

4、程，功能上分為結(jié)構(gòu)模型輸入、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析(模態(tài)參數(shù)識別)以及模態(tài)參數(shù)輸出四個(gè)功能模塊。本文還對結(jié)構(gòu)模型輸入和模態(tài)參數(shù)輸出模塊中涉及到的結(jié)構(gòu)建模進(jìn)行了研究。根據(jù)幾何建模原理以及實(shí)體造型技術(shù)，從結(jié)構(gòu)和功能上進(jìn)行了結(jié)構(gòu)建模的構(gòu)架。結(jié)構(gòu)上采用一種改進(jìn)的點(diǎn)線面模式－基于圖元對象和子結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)模型，功能上可實(shí)現(xiàn)圖形繪制、圖形編輯、圖形顯示、圖形導(dǎo)入、動(dòng)畫演示以及文件處理。
　　 硬件平臺的構(gòu)建基于一體化儀器技術(shù)。在此基礎(chǔ)上，通過選配相