模态试验用于确定结构或物体的固有频率、模态振型或阻尼比。模态试验是一个至关重要的过程，特别是在建筑技术和机械工程领域。从汽车工业到航空航天，模态测试在确保单个部件和整个结构的完整性、安全性和性能方面发挥着重要作用。
什么是模态试验?
模态试验是振动试验的一种形式，它可以通过实验确定结构的模态参数。例如，模态试验用于分析飞机部件、底盘、发动机、风力涡轮机或验证任何其他结构部件。特别重要的模态参数有:
自然(或模态)频率
它们表示结构在没有任何外力的动态载荷作用下发生振荡的频率。这些频率是系统固有的，取决于系统的质量、刚度和阻尼特性。
阻尼比
他们量化了结构振动随时间衰减的速率。阻尼对于理解系统在动载条件下的能量耗散和稳定性至关重要。
模态的形状
它们表示在一定固有频率下结构内的位移或变形的空间分布。它们提供了关于系统的振动模式和动态行为的信息。
模态分析侧重于参数分析，模态测试侧重于数据采集。模态测试包括多种方法，而冲击测试是最常用的技术之一。这包括通过激振器对被测设备(DUT)施加受控的机械力，并测量产生的响应。通常，使用模态锤来施加这种受控力。这些锤子在其击打表面集成了IEPE传感器，可以精确测量力。同时，DUT的响应被捕获使用加速度计或其他振动传感器。
根据被测设备(DUT)、测试设置和测试环境，最佳方法包括使用单个或多个励磁器以及单个或多个响应传感器。这提供了三种不同且有用的测试配置:
1. Single-Input-Single-Output(输出):
在SISO测试中，使用单个激励器(例如，锤)和单个传感器。操作人员可以选择在保持响应传感器固定的情况下移动励磁器，反之亦然。根据具体的应用，这种设置被称为移动锤或移动传感器测试。
2. Single-Input-Multiple-Output(单):
SIMO设置包括单个(移动)激励器和多个捕获响应的传感器。这种配置允许在不同传感器位置同时测量单个激励，提供有关被测设备行为的全面数据。
3. 多输入多输出(MIMO):
在MIMO配置中，使用了多个激励器和多个响应传感器。通常，激振器在MIMO测试中充当激励器，提供多功能性，并能够评估DUT内跨不同激励点和响应位置的复杂相互作用。
在共振的情况下，在响应谱中可以看到响应的放大。在此响应谱的基础上，结合力谱可以得到传递函数，特别是频率响应函数(FRF)，这是我们感兴趣的参数。然后，频响允许量化每个频率的输入和输出信号之间的关系。有各种计算频响的算法，所有这些算法通常在频率空间中执行，因为这大大简化了整个计算。有关不同计算算法的详细信息，请查看我们的模态测试手册。
模态指示函数(MIF)或曲线拟合等高级分析技术可以通过促进模态参数的估计来增强对频响函数(frf)的理解。当MIF评估所有激励路径上的频响以识别模态时，曲线拟合估计模态参数，如固有频率或阻尼系数。然而，由于MIF和曲线拟合是模态分析的固有部分，而不是模态测试，这篇博客文章将不深入研究这些分析技术。
模态测试应用有那些?
模态测试和进一步的模态分析是在各种工程学科和行业中实现的常用工具。以下是一些值得注意的例子:
汽车
在汽车领域，模态测试评估车辆部件和底盘系统的振动特性，这对乘坐舒适性和耐久性分析至关重要。
土木工程
模态试验允许评估大型结构，如建筑物、桥梁、水坝或其他结构在风、地震或操作载荷下的动态行为。
航空航天
模态试验在分析机翼、机身和控制面等飞机部件的动力性能方面发挥着核心作用，有助于飞机结构的优化。
机械系统
模态测试测量机器和工业系统的振动模态。在进一步的过程中，这有助于防止疲劳失效和优化性能。
OXYGEN模态试验
随着OXYGEN 7.0的发布，我们在直观的测量软件OXYGEN中实现了模态测试。这样可以使用移动锤和移动传感器进行SISO和SIMO测试，以及计算复杂传递函数，多次命中的相干性和模式指示函数(MIF)。此外，我们还实现了各种交互式可视化选项和3D几何模型的导入可能性。
在下文中，我们提供了一个关于如何使用DEWETRON测量系统在OXYGEN中进行模态测试的分步快速指南。要获得全面的说明，请再次参阅技术参考资料。
快速指南-模态试验
模态测试与OXYGEN7.0是如此容易，试验台作为被测设备。用模态锤对系统进行激励，用加速度计在多个位置测量响应信号。来自传感器的信号被我们的华体会精准计划 NEX[DAQ]记录下来。
