教学型机械结构模态分析系统设计.doc

教学型机械结构模态分析系统设计

摘  要
    试验模态分析技术是基于测试实验建立和描述结构振动特性的数学模型的过程。它提供了识别结构动力学特性参数的重要方法，在机械结构设计和结构修改中起着重要的作用，而试验模态分析的关键之处就是模态参数识别。
在对试验模态分析基本原理简单研究，以及对相应软件的国内外研究开发现状分析的基础上，结合运用OPenGL技术以及Matlab工具，以Windows为系统平台，采用面向对象的Visual C++编程语言，完成了试验模态分析软件系统的研究与开发。最后通过对振动台简支梁的实测试验，采用本软件进行了简支梁试验模态分析，得到了简支梁的固有频率、阻尼比和振型。

关键词：模态分析 参数识别  固有频率 阻尼比  振型

 
ABSTRACT
Experiment modal analysis is the process to establish mathematic model of describing structure's vibration characteristic based on experiment. It provides the method for the dynamic's characteristic parameters identification. And it plays the important role in structural designing and modifying.  While the key in the experiment modal analysis is modal parameters identification.  
Based on lucubrating the basic theories of experimental modal analysis and analyzing the current research on corresponding software both at home and abroad, a experimental modal analysis software system is studied and developed with OpenGL technology and the tools of  Matlab founding on the system platform of Windows. At the end, an actual measurement of freely supported beam in vibration platform has been done to identify its parameters using this system, and the freely supported beam 's freedom frequencies, damping ratios and vibration mode have been identified 

Key words：modal analysis；parameter identification；freedom frequencies； damping ratios；vibration mode 
目录
摘  要 I
ABSTRACT II
1 绪论 1
1．1 模态分析技术的发展及其应用 1
1．1．1模态分析技术的发展概况 1
1．1．2 模态分析技术的发展趋势 4
1．2 模态分析的研究目的与内容 4
2模态分析技术的基本理论 6
2. 1概述 6
2. 2无阻尼系统的实模态分析法 6
2. 3比例阻尼系统、实模态分析法 10
2.4结构阻尼系统模态分析法 11
3.试验模态分析系统的构建 14
3.1试验模态分析系统的总体设计 14
3.2系统的硬件配置 14
4.模态分析系统的软件设计与开发 17
4.1 软件系统的总体设计 17
4.2结构模型的建立与设计 19
4.2.1基于OpenGL的模型建立机制 19
4.2.2结构模型功能模块的设计与实现 23
4.3数据采集模块的设计与实现 24
4.4频响函数分析模块的设计与实现 27
4.5模态参数识别模块的设计与实现 30
5．简支梁的试验模态分析 33
6结论 39
参考文献 40
致谢 42