在試驗的某型柴油機機體上布置179個測點，并用橡皮繩懸掛，使柴油機處于自由狀態(tài)，整個測試系統(tǒng)框圖如圖所示。試驗采用錘擊法激振，分析頻率為2000Hz，數(shù)據(jù)處理時加設(shè)瞬態(tài)窗函數(shù)，模態(tài)參數(shù)識別是在SMS公司的MODAL3.0軟件包上完成的。
      由這些關(guān)系，根據(jù)試驗中獲得的頻響函數(shù)，可以確定各階固有頻率和模態(tài)阻尼，試驗獲得2000Hz內(nèi)機體固有頻率6階，表列出分析獲得的模態(tài)參數(shù)，圖是機體模態(tài)試驗的第1階振型。
      動態(tài)有限元分析是在SMS公司的FEDESK軟件包上完成的，其基本原理是采用基于位移的有限元方法，將連續(xù)體經(jīng)合理的離散化成為S個單元，n個節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，獲得結(jié)構(gòu)無阻尼自由振動的固有頻率和振型，其特征值和特征向量為實數(shù)，然后用迭代法求解有阻尼時的數(shù)值。
      計算時輸入動態(tài)有限元分析軟件的機體結(jié)構(gòu)原始數(shù)據(jù)有：結(jié)構(gòu)類型為三維，分析類型為線性動態(tài)結(jié)構(gòu)，最大結(jié)點數(shù)為245個，自由度數(shù)目7458個，總共270個單元，分為三種類型，要求的模態(tài)為20階，擴展模態(tài)8階。
      雖然在試驗?zāi)�態(tài)分析中，2000Hz分析頻率范圍內(nèi)獲得6階模態(tài)，為了能夠得到精確的結(jié)果，選擇合適的所求模態(tài)數(shù)目是必要的。動態(tài)有限元分析獲得的28階固有頻率如表所示，由于機體的動態(tài)特性分析是在自由狀態(tài)下進行的，前6階模態(tài)反映為剛體模態(tài)。圖是由有限元分析獲得的第9階模態(tài)振型，表是有限元分析和模態(tài)分析得到的有限元分析和模態(tài)分析頻率數(shù)據(jù)。
      用兩種方法研究同一機體的動態(tài)特性，其結(jié)構(gòu)參數(shù)完全相同。為了檢驗有限元計算結(jié)果與模態(tài)分析試驗結(jié)果的一致性，對比由結(jié)構(gòu)參數(shù)綜合反映的模態(tài)頻率和模態(tài)振型是較方便的方法。
      從表所列的數(shù)據(jù)可以看出有限元分析和試驗?zāi)�態(tài)分析獲得的固有頻率之間存在某些差異，在2000Hz分析頻率內(nèi)，有限元分析比試驗?zāi)�態(tài)分析的模態(tài)數(shù)多，有的相鄰頻率比較接近。可以理解在試驗?zāi)�態(tài)分析的參數(shù)識別和擬合過程中，由于峰值并不明顯或由于儀器分辨率的原因，相鄰較近的固有頻率難以覺察，而沒有選擇擬合。

                                                                                  專業(yè)從事機械產(chǎn)品設(shè)計│有限元分析│強度分析│結(jié)構(gòu)優(yōu)化│技術(shù)服務(wù)與解決方案
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