简支梁模态分析结果
同济大学桥梁工程模态分析实验报告
模态分析实验报告1. 试验概述1.1. 试验模型简介模态分析试验所采用的模型为钢质简支梁，截面尺寸为50mm ×8m ，跨径680mm ，简支梁的几何尺寸如图 1-1所示。
图 1-1钢质简支梁模型几何尺寸图钢质梁的材料参数为：质量密度37850/kg m ρ=，弹性模量为52.010E MPa =⨯。
2. 理论计算等截面简支梁的频率计算公式为：2n n ωπ=⋅⋅⋅ 式中：n ω为各阶圆频率，EI 为抗弯刚度，m 为单位长度质量，L 为梁长。
由已知数据得：弹性模量：112.010E Pa =⨯截面抗弯惯矩：33129450810 2.133101212bh I m --⨯==⨯=⨯ 单位质量：6785050810 3.14/m bh kg m ρ-==⨯⨯⨯=梁长：0.68L m =代入上述公式得圆频率：()2222248.787/n n n rad s ωππ=== 频率：()2239.616/22n f n rad s ωππ==== 计算各阶模态频率，如表 2-1所示：表2-1各阶模态频率3.有限元分析3.1. 梁单元建模Fini/cle/prep7/vup,1,zEt,1,beam3 Mp,ex,1,2e8 Mp,prxy,1,0.3 Mp,dens,1,7.850 B=0.050H=0.008L=0.680Area=b*hIzz=b*h*h*h/12 R,1,area,izz,hK,1K,2,0.680L,1,2Latt,1,1,1 Lesize,all,,,50 Lmesh,allKsel,s,,,1 Dk,all,ux Dk,all,uy Dk,all,uz Ksel,s,,,2 Dk,all,uy Dk,all,uzFini/solu Antype,2 Modopt,lanb,7 Mxpand,7 allselSolveFini/post1Set,list计算各阶模态频率，如表3-3所示：表3-1各阶模态频率3.2. 板壳单元建模Fini/cle/prep7/vup,1,zEt,1,shell63Mp,ex,1,2e8Mp,prxy,1,0.3Mp,dens,1,7.850R,1,0.008Blc4,,-0.050/2,0.680,0.050 Aatt,1,1,1Esize,0.008Amesh,allNsel,s,loc,x,0D,all,ux D,all,uyD,all,uzNsel,s,loc,x,0.680 D,all,uyD,all,uzFini/soluAntype,2 Modopt,lanb,7 Mxpand,7allselSolveFini/post1Set,list计算各阶模态频率，如表3-3所示：表3-2各阶模态频率3.3. 实体单元建模Fini/cle/prep7/vup,1,zEt,1,solid45Mp,ex,1,2e8Mp,prxy,1,0.3Mp,dens,1,7.850Blc4,,-0.050/2,0.680,0.050,0.008 Lsel,s,length,,0.680Lesize,all,,,100 Lsel,s,length,,0.050 Lesize,all,,,10 Lsel,s,length,,0.008 Lesize,all,,,1 Vatt,1,,1, Vmesh,allNsel,s,loc,x,0D,all,uxD,all,uyD,all,uzNsel,s,loc,x,0.680 D,all,uy计算各阶模态频率，如表3-3所示：表3-3各阶模态频率4.试验模态分析4.1. 几何结构和节点设置图4-1模态几何结构和节点分布图4.2. 模态频率和阻尼试验测试所得钢质梁各阶模态频率和阻尼如表4-1所示。
简支梁模态分析实验
2、打开测试分析系统开关，待指示灯指示正常后， 打开电脑桌面“动态信号集成系统”数据采集软 件，进入操作界面。 3、创建一个新项目，分析类型选为频谱分析，并 设置运行参数、系统参数、通道参数等。
系统参数包括采样频率、分析频率、采样方式、 采样批次等
通道参数包括通用参数、触发参数、几何参数、 标定信息、通道子参数等 参数设置如表1所示：
简支梁模态分析实验
蒋达
一、实验目的
1.学习并掌握简支梁结构模态参数的测试 与分析方法，能够使用测试分析系统以及 相应的软件；
2.掌握环境激励下进行模态参数识别的原 理和方法。
二、实验仪器及实验框图
1.实验仪器： TST5912模态测试系统 IEPE压电加速度传感器 GCB-TST5912A动态信号测试分析系统 计算机及结构模态分析软件 简支梁桥模型 力锤等
2.实验框图：
测试系统如下图：
LMS数据采集分析系统
加速度传感器 力锤
测点1
测点5
测点8
三、实验步骤
1、测点布置，参考点的选择 简支梁长180cm，宽15cm，实验方案中，如图把梁9 等分，每段长20cm，梁上布置测点。测点布置如下：
选择了8个测点，编号分别为1-8，对应接入测 试系统的1-8通道，并选择测点3为参考点。
6、新建工程文件，选择合适的方法建立结构文 件，建立好结构文件后，建立数据文件，对采 集到的数据导入，如图：
重叠显示,如图:
7）FFT变换：对于随机信号，加窗类型为汉宁窗， 平均方式为线性平均。
8、在幅频曲线上选择曲线的峰值
实验结果：
作参数识别， 即可得到简支梁模型的频率、阻尼比以及振幅、 相位等信息。
4、通道平衡，清零，开始采样。进行环境激励， 可采用多位置击打激励的方式，采样时间一般以 大于3分钟为宜，系统提供内部采样时钟计时，可 打开，实时观测采样时长，采样过程中可在任意 窗口随时查看其他的实时谱信号，该软件具有自 动保存数据功能。 5、数据的处理与分析。打开桌面的“TST模态分 析软件”，在弹出的提示窗口中选择“不测力 法”。
简支梁振动模态分析与频率响应优化
简支梁振动模态分析与频率响应优化简支梁是一种常见的结构形式，广泛应用于桥梁、楼板等工程领域。
对于简支梁的振动模态分析与频率响应优化，具有重要的工程价值和理论意义。
本文将从理论分析和实际工程角度出发，探讨简支梁振动模态分析的方法以及频率响应优化的实践。
首先，简支梁振动模态分析的方法显得尤为重要。
振动模态是指结构在自由振动过程中的振动形态和频率分布。
对于简支梁而言，振动模态的分析可以帮助工程师了解结构的振动特性，从而为结构设计和改进提供指导。
一般而言，简支梁的振动模态分析可以通过数学模型和有限元分析两种常见方法实现。
数学模型方法主要通过数学方程和边界条件推导结构的振动模态。
以简支梁为例，可以利用波动方程等偏微分方程来描述梁的振动过程。
然后，通过求解这些方程，可以得到梁的振动模态和频率。
这种方法具有计算量小、理论基础强等优点，适合用于简单的梁结构。
然而，数学模型方法常常忽略了结构的复杂性，无法准确描述实际工程中的各种边界条件和材料非线性等因素。
有限元分析方法是近年来发展起来的一种结构振动分析方法，能够更好地模拟实际工程中的各种复杂条件。
该方法将结构离散成许多小元素，然后通过有限元法计算结构的振动模态。
对于简支梁而言，可以将整个梁划分成多个小单元，然后求解结构的特征值和特征向量。
通过有限元分析，可以全面考虑结构的几何形状、材料力学性能、边界条件等因素，准确预测简支梁的振动模态。
然而，有限元分析的计算量较大，且需要对模型进行合理的离散化处理，对于复杂的简支梁结构，仍然存在一定的挑战。
简支梁振动模态分析的结果对于结构的优化设计和改进具有指导意义。
通过分析振动模态，工程师可以了解结构的固有频率和振动形态，从而可以评估结构的稳定性和安全性。
在实际工程中，如果简支梁的某一振动模态频率接近材料的固有频率，那么就需要调整结构的几何形状或者材料性能，以避免共振的产生。
此外，振动模态分析还可以用于判断结构的缺陷和损伤，通过观察特定模态的变化，可以识别出可能存在的结构问题。
线性扫频法简支梁模态分析实验报告
线性扫频法简支梁模态测试一实验目的1、线性扫频法实验模态分析原理，2、学习线性扫频法模态测试及分析方法。
二、实验仪器简支梁激振器力传感器振动传感器动态分析仪（激振信号源）计算机系统分析软件三、实验原理1、本实验对简支梁进行实验模态分析使用的是测力法模块，在简支梁线性扫频法模态实验中，激励信号为力传感器拾取的扫频信号源DH1301（内置小功率功放）控制激振器激励出来的激励信号。
2、采用单点激励法（由于移动激励比较困难）四。
、实验步骤有一根梁，长（X向）555mm,宽（Y向）50mm，欲采用线性扫频法做其Z方向的振动模态，步骤如下：1、测点的确定此梁在Y、Z方向和X方向（尺寸）相差较大，可以简化为杆件，所以只需在X方向顺序布置若干测点即可。
在实验中在X方向梁把粱分为16等分，布置15个测点（梁的两端不用作为测点）[测点数目要视得到的模态阶数而定，测点数目要多于测量振型的阶数，得到的高阶阵型结果才真实可靠，要注意把激振位置作为简支梁模态测试中的一个测点（测得原点频响）]。
2、连接仪器固定好JZ-1型接触式激振器，并与DH1301连接好。
力传感器信号接入数采分析仪的第一通道，压电式加速度传感器信号接入第二通道。
3、数据采集及参数设置打开仪器电源，启动DHDAS2003控制分析软件，菜单选择分析/频响分析。
在新建的四个窗口内，分别显示频响函数数据、1-1通道的时间波形、想干函数和1-2通道的时间波形，平衡清零之后，等待采样。
打开DH1301扫频信号发生器，调节类型为线性扫频，设置起频为10，止频500，扫速1，按“确定”，然后按下“开始”，调节扫频电压，即可开始线性扫频。
点击DHDAS2003软件中的采样按钮，开始采样。
注意观察频响函数变化。
系统参数设置采样频率：1.28KH分析频率取整，且采样频率的选取视用户希望通过扫频实验得到简支梁的频率阶数而定。
实验装置配套的简支梁选取1.28KHz（有限元大致确定）的采样频率即可扫出简支梁的前四阶频率；如果希望得到较高的频率，则采样频率应选的较高，如5.12KHz）；采样方式：连续触发方式：自由采样平均方式：峰值保持时域点数：视用户选取的采样频率而灵活调整，一般情况下，保证频率分辨率的值小于1.25即可。
简支梁模态分析实训报告
2013~2014学年第二学期简支梁模态分析实训报告学院：机械与汽车工程学院专业：测控技术与仪器班级：11级测控一班姓名：学号：联系电话：指导老师：2013~2014学年第二学期 (1)一、模态分析的步骤 (3)1. 确定分析方法 (3)2. 测点的选取、传感器的布置 (4)3. 仪器连接 (4)4. 示波 (4)5. 输入标定值 (5)6. 采样 (5)6.1 参数设置 (6)6.2 结构生成 (6)7. 传递函数分析 (7)7.1 参数设置 (7)7.2 采样 (7)8. 进行模态分析 (8)二、模态分析实例 (8)（1）测点的确定 (9)（2）仪器连接 (9)（3）示波 (9)（4）参数设置 (10)（5）采样 (12)（6）传函分析 (14)（7）模态分析 (15)三、实训总结 (23)简支梁模态分析实训报告模态分析是一种参数识别的方法，因为模态分析法是在承认实际结构可以运用所谓“模态模型”来描述其动态响应的条件下，通过实验数据的处理和分析，寻求其“模态参数”。
模态分析实质上是一种坐标变换，其目的在于把原物理坐标系统中描述的相应向量，转换到"模态坐标系统"中来描述，模态试验就是通过对结构或部件的试验数据的处理和分析，寻求其"模态参数"。
模态分析的关键在于得到振动系统的特征向量（或称特征振型、模态振型）。
试验模态分析便是通过试验采集系统的输入输出信号，经过参数识别获得模态参数。
具体做法是：首先将结构物在静止状态下进行人为激振（或者环境激励），通过测量激振力与振动响应，找出激励点与各测点之间的“传递函数”，建立传递函数矩阵，用模态分析理论通过对试验导纳函数的曲线拟合，识别出结构的模态参数，从而建立起结构物的模态模型。
主要应用有:用于振动测量和结构动力学分析。
可测得比较精确的固有频率、模态振型、模态阻尼、模态质量和模态刚度。
可用模态试验结果去指导有限元理论模型的修正，使理论模型更趋完善和合理。
ABAQUS简支梁分析报告(梁单元和实体单元)
基于ABAQUS简支梁受力和弯矩的相关分析（梁单元和实体单元）对于简支梁，基于 ABAQUS2016，首先用梁单元分析了梁受力作用下的应力，变形，剪力和力矩；对同一模型，并用实体单元进行了相应的分析。
另外，还分析了梁结构受力和弯矩作用下的剪力及力矩分析。
对于CAE仿真分析具体细节操作并没有给出详细的操作，不过在后面上传了对应的cae，odb，inp文件。
不过要注意的是本文采用的是ABAQUS2016进行计算，低版本可能打不开，可以自己提交inp文件自己计算即可。
可以到小木虫搜索：“基于ABAQUS简支梁受力和弯矩的相关分析”进行相应文件下载。
对于一简支梁，其结构简图如下所示，梁的一段受固支，一段受简支，在梁的两端受集中载荷，梁的大直径D=180mm，小直径d=150mm，a=200mm，b=300mm，l=1600mm，F=300000N。
现通过梁单元和实体单元分析简支梁的受力情况，变形情况，以及分析其剪力和弯矩等。
材料采用45#钢，弹性模量E=2.1e6MPa，泊松比v=0.28。
图1 简支梁结构简图1.梁单元分析ABAQUS2016中对应的文件为beam-shaft.cae ，beam-shaft.odb，beam-shaft.inp。
在建立梁part的时候，采用三维线性实体，按照图1所示尺寸建立，然后在台阶及支撑梁处进行分割，结果如图2所示。
图2 建立part并分割接下来为梁结构分配材料，创建材料，定义弹性模量和泊松比，创建梁截面形状，如图3，非别定义两个圆，圆的直接分别为180和150mm。
然后创建两个截面，截面选择梁截面，再选择图2中的所有梁，定义梁的方向矢量为（0，0，-1）（点击图3中的n2，n1，t那个图标即可创建梁的方向矢量），最后把创建好的梁赋给梁结构。
图3 创建梁截面形状接下来装配实体，再创建分析步，在创建分析步的时候，点击主菜单栏的Output，编辑Edit Field Output Request，在SF前面打钩，这样就可以在结果后处理中输出截面剪力和力矩，如图4所示。
abaqus简支梁分析报告
钢筋混凝土梁尺寸下图1所示,该梁为对称结构,两端简支，承受对称的位移荷载，两位移荷载间距为1000mm，方向向下,大小为10mm。
简支梁上部配有两根直径为10mm的架立钢筋，下部配有两根直径为18mm的受力纵筋，直径为10mm的箍筋满布整个简支梁。
混凝土的材料参数如下:C45,f ck=26.9MPa，E c=3.35×104MPa；C55,f ck=35。
5MPa，E c=3.55×104MPa;架立钢筋和箍筋的材料参数如下：f yk=235MPa,f uk=315MPa，E s=200GPa；纵筋的材料参数如下:f yk=275MPa,f uk=345MPa,E s=200GPa图1采用ABAQUS软件对上图1中的钢筋混凝土梁进行非线性分析，要求采用abaqus standard求解器要求出具分析报告,报告包含以下几个章节:模型说明(3分）、单元类型及尺寸(2分)、材料模型（3分）、相互作用关系说明（2分）、边界条件（2分)等有限元分析要素.结果包括：1、应力云图，针对钢筋等提供Mises第一主应力。
(7分）2、应变云图，混凝土提供LE应变。
(7分）3、荷载—跨中挠度曲线.（7分）4、跨中主筋荷载—应变曲线.(7分）注：各尺寸大小如下表1所示提示：集中位移荷载可模拟加载装置(例如加载板宽100mm）以解决分析收敛问题，加载板宽度需在报告中进行说明。
报告提交日期：2017年11月13日.表1 学生学号与分析参数对应表钢筋混凝土梁abaqus分析报告学院:姓名：学号：指导老师：年月日钢筋混凝土的分析参数分析参数如下：b=200mm，h=300mm,L=3200mm，箍筋间距为100mm，混凝土采用C45标号.第一章数值模型模型说明混凝土梁尺寸为200mm＊300mm*3200mm，模型如图所示：箍筋尺寸为140mm＊240mm，断面面积为78.5398mm2,采用三维线模型，如图所示：架立钢筋尺寸为3140mm，断面面积为78.5398mm2,纵筋尺寸为3140mm,断面面积为254。
梁模态分析实验报告
一、实验目的1. 通过实验了解梁的模态特性，包括固有频率和振型；2. 掌握梁模态分析的基本方法，包括激振、信号采集、数据处理等；3. 熟悉实验设备的操作和调试，提高实验技能。
二、实验原理梁的模态分析是研究结构振动特性的重要手段。
本实验采用共振法进行梁的模态分析，即通过激振使梁产生振动，通过信号采集和数据处理得到梁的固有频率和振型。
三、实验设备与材料1. 实验设备：激振器、加速度传感器、信号采集系统、数据采集卡、计算机等；2. 实验材料：一根等截面简支梁。
四、实验步骤1. 将梁固定在实验台上，确保梁的支承条件符合简支梁的要求；2. 将加速度传感器粘贴在梁上，用于采集梁的振动信号；3. 连接信号采集系统和数据采集卡，确保信号采集系统与计算机正常连接；4. 开启激振器，进行激振实验；5. 采集梁的振动信号，并对信号进行预处理，如滤波、去噪等；6. 利用信号处理软件对采集到的信号进行频谱分析，得到梁的固有频率和振型。
五、实验结果与分析1. 实验数据（1）梁的几何参数：长度L=1000mm，宽度b=50mm，高度h=100mm；（2）材料参数：弹性模量E=2.06×10^5 MPa，密度ρ=7850 kg/m^3；（3）实验得到的固有频率和振型。
2. 实验结果分析（1）固有频率：根据实验数据，得到梁的前三阶固有频率分别为f1=50Hz、f2=120Hz、f3=180Hz；（2）振型：通过频谱分析，得到梁的前三阶振型如图1所示。
图1 梁的前三阶振型从实验结果可以看出，梁的固有频率和振型与理论计算值基本吻合，说明本实验所采用的模态分析方法具有较高的精度。
六、实验总结1. 通过本次实验，掌握了梁的模态分析基本方法，提高了实验技能；2. 熟悉了实验设备的操作和调试，为今后进行类似实验奠定了基础；3. 实验结果表明，本实验所采用的模态分析方法具有较高的精度，为工程实际提供了参考。
七、实验建议1. 在实验过程中，注意激振器的激振频率应与梁的固有频率接近，以提高实验精度；2. 信号采集时，应确保传感器粘贴牢固，避免信号干扰；3. 在数据处理过程中，注意滤波、去噪等预处理步骤，以提高数据质量；4. 实验过程中，应仔细观察梁的振动现象，以便及时发现问题并进行调整。
模态分析实验报告
模态分析实验报告《机械工程测试技术》综合实验报告实验项目名称：机械结构固有模态实验班级：机械32实验小组成员姓名（学号）：张豪2130101047 张唯2130101048 赵亮2130101049 景世钊2130101033 王汝之2130101042 朱金格2130101028 实验小组组长：张豪实验目的:针对机械结构（简支梁、悬臂梁.圆盘）的固有模态进行分析，了解几种常用的结构动态特性激励方法，掌握机械结构固有模态的测试系统设计.测试系统搭建.数据采集及信号分析方法和技术。
实验原理:模态分析方法及其应用：模态分析方法是把复杂的实际结构简化成模态模型，来进行系统的参数识别（系统识别）, 从而大大地简化了系统的数学运算。
通过实验测得实际响应来寻示相应的模型或调整预想的模型参数，使其成为实际结构的最佳描述。
主要应用有：用于振动测量和结构动力学分析。
可测得比较精确的固有频率、模态振型、模态阻尼、模态质量和模态刚度。
可用模态实验结果去指导有限元理论模型的修正，使计算模型更趋完善和合理。
用来进行结构动力学修改、灵敏度分析实验报告日期：15/12/12和反问题的计算。
用来进行响应计算和载荷识别。
模态分析基本原理：工程实际中的振动系统都是连续弹性体，其质量与刚度具有分布的性质，只有掌握无限多个点，在每瞬时的运动情况，才能全面描述系统的振动。
因此，理论上它们都属于无限多自由度的系统，需要用连续模型才能加以描述。
但实际上不可能这样做，通常釆用简化的方法，归结为有限个自由度的模型来进行分析，即将系统抽象为由一些集中质块和弹性元件组成的模型。
模态分析是在承认实际结构可以运用所谓“模态模型” 来描述其动态响应的条件下，通过实验数据的处别的方法。
模态分析的实质，是一种坐标转换。
理和分析, 寻求其“模态参数”，是一种参数识其目的在于把原在物理坐标系统中描述的响应向量，放到所谓“模态坐标系统”中来描述。
这一坐标系统的每一个基向量恰是振动系统的一个特征向量。
机械结构模态分析报告
分析实验报告机械结构模态测试大实验一. 实验目的1、 学习模态分析原理；2、 学会模态测试方法；3、 学习简支梁、等强度梁和圆盘模态分析的测试过程二. 实验原理对于一个机构系统，其动态特性可用系统的固有频率、阻尼和振型来描述，与其模态质 量和模态刚度一起统称为机械系统的模态参数。
模态参数既可以用有限元的方法对结构进行简化得到，也可以通过激振实验对采集的数据进行处理识别得到。
测量方法是给系统施加一有带宽频率的激振力（冲击力也是一有限带宽激振力），同时测量系统的响应，将力和响应信号进行滤波，然后进行双通道FFT 变换，计算出激振力F 与响应X 之间的传递函数h 。
由 任意点传递函数曲线拟合可以识别出系统的固有频率和阻尼。
识别出系统的固有频率和阻尼比后，就可以求出系统的模态质量和模态刚度，此外，软 件程序可以确定结构的振型，振型代表了在结构的第 K 阶固有频率下，各测点位移振幅之间 的比例关系，并以模型动画的形式展示出来，从而可以对结构的模态进行直观地认知和感受。
三. 实验仪器及激振方法的选择3.激励方法——锤击法激振为进行模态分析，首先要测得激振力及相应的响应信号，进行传递函数分析。
根据模态分析的原理，我们要测得传递函数矩阵中的任一行或任一列，因为该实验所用结构较为轻小， 阻尼不大，所以要得到矩阵中的任一行，要求采用各点轮流激励， 一点响应的方法；要得到矩阵中任一列，采用一点激励，多点测量响应的方法。
而实际应用时， 常用单点响应法中的锤击法激振。
四. 实验项目1. 实验仪器：INV1601B 型振动教学试验仪、梁和圆盘）、加速度传感器、电涡流传感器、INV1601T 型教学实验台（安装简支梁、等强度 MSC-1力锤2.实验软件：INV1601型DASP 软件（一）简支梁模态分析a.电涡流传感器测量1.实验步骤（1）简支梁如下图所示，长（x向）680mm宽（y向）50mm高（z向）8mm选取拾振点时要尽量避免使拾振点在模态振型的节点上，此处取拾振点在第6个敲击点处。
模态分析实验报告二
实验二圆板各阶固有频率及主振型的测量一、实验目的（1）学会用敲击法测量圆板横向振动的低阶固有频率和阻尼比。
（2）掌握用模态分析法测量圆板振动的各阶振型。
二、实验系统框图三、实验原理参考简支梁模态试验原理，采用单点响应，多点激励的方法。
四、实验步骤1.连接仪器将力锤信号接入采集器通道1，位移传感器（或小型加速度传感器）信号接入通道2。
2.建模建立圆盘的几何模型，将圆盘径向2等分，周向6等分，内圈固支，布置测量点，编写测点号。
3.参数设置打开动态采集分析仪电源，启动分析软件，选择分析/频响函数分析，点击右键，信号选择/频响函数。
（1）分析参数设置.采样率：2kHz；触发方式：信号触发；延迟点数：-100；平均方式：线性平均；平均次数：5；频域点数：800；预览平均：√；窗函数：力信号，力窗；响应信号，指数窗。
（2）系统参数设置：参考通道：通道1。
灵敏度：将两个传感器输入相应的通道灵敏度设置栏内。
量程范围：调整量程范围，使实验数据达到较好的信噪比。
模态参数：编写测点号和方向。
采用多点激励单点响应法时，如果测量1号点的频响函数数据，在通道1（力锤信号）的模态信息/节点栏内输入1，测量方向输入+Z，响应通道（位移传感器信号）内输入传感器放置的测点号，方向为+Z。
4.频响函数测量新建四个显示窗口，分别显示频响函数数据、相干函数及通道1和通道2的时间波形。
编写测点号和方向，再平衡清零之后开始采样。
采样后，观测力信号有无连击或过载，相干函数质量如何，在确保测量的频响函数无误后保存数据，然后移动敲击点进行其他测点的测量。
注意当力锤移动到其他点进行敲击时，必须相应地修改力锤通道的模态信息/节点栏内的测点编号，且每次移动力锤后都要新建文件。
5.模态分析所有测点的数据采集完成后，打开模态软件，建立圆盘的几何模型，输入测点编号；导入测量数据，注意选择单点响应，多点激励测量方式。
利用软件提供的几种方法分别进行参数识别。
6.振型观察识别得到的模态参数可动画显示在几何模型上。
桥梁模态分析实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的本次实验旨在通过桥梁模态分析，了解桥梁结构的动力特性，包括自振频率、振型和阻尼比等。
通过实验，加深对桥梁结构动力响应分析的理解，为桥梁设计、维护和检测提供理论依据。
二、实验原理桥梁模态分析是研究桥梁结构动力响应的一种方法，通过分析桥梁结构的振动特性，可以了解其在受到外部激励时的响应情况。
实验原理主要包括以下几个方面：1. 振动方程：根据牛顿第二定律，桥梁结构的振动方程可以表示为：\[ m\ddot{u} + c\dot{u} + ku = F(t) \]其中，\( m \) 为质量矩阵，\( c \) 为阻尼矩阵，\( k \) 为刚度矩阵，\( u \) 为位移向量，\( F(t) \) 为外部激励。
2. 特征值问题：桥梁结构的振动方程是一个齐次方程，当外部激励为零时，解的形式为：\[ m\ddot{u} + c\dot{u} + ku = 0 \]通过求解该齐次方程的特征值问题，可以得到桥梁结构的自振频率和振型。
3. 模态参数识别：在实际工程中，由于测量误差和外界因素的影响，无法直接得到桥梁结构的自振频率和振型。
因此，需要通过实验手段进行模态参数识别。
常用的方法包括时域分析法、频域分析法和时频分析法等。
三、实验设备1. 桥梁模型：本次实验采用一根简支梁作为桥梁模型，长度为3米，截面尺寸为100mm×100mm。
2. 激振器：用于施加外部激励，产生桥梁结构的振动。
3. 传感器：用于测量桥梁结构的振动响应，包括加速度传感器和位移传感器。
4. 数据采集系统：用于采集传感器信号，并进行实时处理和分析。
四、实验步骤1. 搭建实验模型：将简支梁固定在实验平台上，确保其稳定。
2. 安装传感器：在桥梁模型的适当位置安装加速度传感器和位移传感器。
3. 激振：通过激振器对桥梁模型施加正弦激励，产生桥梁结构的振动。
4. 采集数据：使用数据采集系统采集加速度传感器和位移传感器的信号。
5. 数据处理：对采集到的信号进行滤波、去噪等预处理，然后进行时域分析、频域分析和时频分析，识别桥梁结构的模态参数。
ANSYS应用-简支梁分析
第一章简支梁有限元结构静力分析0前言本文利用ANSYS软件中BEAM系列单元建立简支梁有限元模型，对其进行静力分析与模态分析，来比较建模时不同单元类型的选择和网格划分精细程度不同所带来的不同结果，以便了解和认识ANSYS对于分析结果准确性的影响。
1.1梁单元介绍梁是工程结构中最为常用的结构形式之一。
ANSYS程序中提供了多种二维和三维的梁单元，分别具有不同的特性，是一类轴向拉压、弯曲、扭转单元，用以模拟各类结构中的平面以及空间的梁构件。
常用的梁单元中BEAM3、BEAM23和BEAM54为二维梁单元，BEAM4、BEAM24、BEAM344、BEAM188和BEAM189为三维梁单元。
下文将简单介绍常用的梁单元BEAM3、BEAM4、BEAM44、BEAM188以及BEAM189。
1.1.1BEAM3单元：图1.1Beam3单元几何图形BEAM3是具有拉伸、压缩和弯曲的单轴2-D弹性梁单元。
上图给出了单元的几何图形、节点位置及坐标系统。
单元由两个节点、横截面面积、横截面惯性矩、截面高度及材料属性定义。
初始应变通过Δ/L给定，Δ为单元长度L（由I，J节点坐标算得）与0应变单元长度之差。
该单元在每个节点处有三个自由度，可以进行忽略环箍效应的轴对称分析，例如模拟螺栓和槽钢等。
在轴对称分析中，单元的面积和惯性矩必须给出360°范围内的值。
剪切变形量SHERAR是可选的，如给SHERAR赋值为0则表示忽略剪切变形，当然剪切模量（GXY）只有在考虑剪切变形时才起作用。
同时可以运用实常数中的ADDMAS命令为单位长度梁单元施加附加质量。
1.1.2BEAM4单元：图1.2Beam4单元几何图形BEAM4是具有拉伸、压缩、扭转和弯曲的单轴3-D弹性梁单元。
关于本单元的几何模型，节点座标及座标系统详见上图。
该单元在每个节点处有六个自由度。
单元属性包括应力刚化与大变形。
单元方向由两或三个节点确定，实常数有横截面面积，两个方向的惯性矩（IZZ和IYY），梁的高和宽，与单元轴X轴的方向角和扭转惯性矩（IXX），如果没有给出IXX的值或赋予0时，程序自动假设IXX=IYY+IZZ，IXX必须为正同时一般情况下小于弯曲惯性矩，因此最好能够给出IXX的值。
力锤激励法简支梁模态实验报告
力锤激励法简支梁模态实验报告1. 《力锤激励法简支梁模态实验报告：好奇的开端》哎呀，你们知道吗？老师说要做力锤激励法简支梁模态实验的时候，我就像个小问号，满脑子都是疑惑。
我拉着同桌问：“这力锤激励法是啥玩意儿啊？感觉好神秘。
”同桌也挠挠头说：“我也不太懂，不过听起来很酷。
”就像我第一次看到魔术师变戏法，根本不知道那些奇妙的现象是怎么来的。
我们班就像一个小小的探索队，大家都对这个实验充满了好奇。
这就像我们在探索一个神秘的宝藏，力锤激励法就是打开宝藏的钥匙，简支梁模态就像是宝藏里的宝贝，我们急切地想揭开它的秘密。
2. 《力锤激励法简支梁模态实验报告：准备的小插曲》我们开始准备实验器材啦。
我看着那些奇奇怪怪的仪器，对负责器材的同学喊：“这都是些啥呀？怎么用啊？”那同学笑着说：“别急，我来给你讲。
”他像个小专家一样，拿起力锤说：“这个力锤就像我们敲门的小拳头，敲在简支梁上，就能让它‘说话’啦。
”我心想，这可真有趣。
这就好比我们要做一顿大餐，这些器材就是食材和厨具，我们得好好准备，才能做出美味的实验结果。
在这个过程中，我们互相帮忙，有个同学不小心把小零件弄掉了，大家就一起找，那种感觉就像一家人在找丢失的宝贝，充满了温暖和团结。
3. 《力锤激励法简支梁模态实验报告：第一次敲击》终于要开始敲简支梁啦。
我拿着力锤，心里有点紧张，就像我第一次上台演讲一样。
旁边的同学鼓励我说：“加油，就像敲鼓一样敲下去就好。
”我深吸一口气，“咚”的一声敲了下去。
那声音在实验室里回荡，就像一声小小的春雷。
有个同学兴奋地说：“哇，这声音就像是简支梁在跟我们打招呼呢。
”这时候我感觉我们和简支梁就像新朋友一样，通过这一敲，开始互相了解。
这一敲，就像打开了一扇通往神秘世界的门，我们都迫不及待地想知道门后面有什么。
4. 《力锤激励法简支梁模态实验报告：奇怪的数据》当我们开始记录数据的时候，发现有些数据很奇怪。
我皱着眉头对小组伙伴说：“这数据怎么这么怪啊？是不是我们哪里做错了？”一个小伙伴说：“别急，我们再检查检查。
简支梁损伤的模态曲率差值试验分析
简 支梁损 伤 的模 态 曲率 差值试验 分 析
狄 生奎 花尉 攀 ， ，汲 生伟 张 晋文。 ，
（．兰 州 理工 大 学 土 木 工程 学 院 ，甘肃 兰州 １ 院 ，甘 肃 金 昌 ７７０） ３ １ ０ ７ ０５ ；２ 西 飞 虹 桥梁 勘 测 设计 研 究 有 限公 司 ， 西 西 安 ３ ００ ．陕 陕 ７ ０ ５ ； ．金 川 镍钻 研 究 设计 １０ ４ ３
第３ ６卷 第 ６ 期 ２１ 年 １ 月 ００ ２
兰
州
理工Βιβλιοθήκη 大学学报
ＶＯ ． ６ １ ３ Ｎ０ ６ ．
Ｊ ｕ ａ ｆＬ ｎ ｈ ｕ Ｕｎｖ ｒｉ ｆ ｃ ｎ ｌｇ ｏ ｒ ｌ ａ ｚ ｏ ｉｅｓｔ ｏ ｈ ｏｏ ｙ ｎ ｏ ｙ Ｔｅ
Ｄｅ ． ０ ０ ｃ ２ １
文 章 编号 ：１ ７ － １ ６ ２ １ ） ６０ ０ － ５ ６ ３５ ９ （ ０ ０ ０ － １ ２０
ｍａ ｉ ｓｅ ｔｏ ｇ ｒｓ ｎ ｉｉｔ ｏ ｔ ｅ ｄ ｍａ ｅｌｃ ｔ ｎ，ｎ ｎ ｅ ｔｕ ｔｖ ｅ ｔ ｇ ｏ ａｇ ｔｕ ｔ ｒ ｓｗｏ ｌ ｎ ｆ ｔｄ ａｓｒ ｎ ｅ ｅ ｓｂ ｌ ｙ ｔ ｈ ａ ｇ ｏ ａｉ ｅ ｉ ｏ ｏ ｄ ｓｒ ｃｉｅｔ ｓｉ ｆｌｒ ｅｓｒ ｃｕ ｅ ｕ ｄ ｎ ｂ ｏ ｓｂ ｅｗｈ ｎ ｆ ｒｈ ｒｉ ｒ ｖ ｍ ｅ ｔｏ ｈｓｍｅｈ ｄ ｗａ ｄ ． ｅｐ ｓ ｉｌ ｅ ｕ ｔ ｅ ｍｐ ｏ ｅ ｎ ｆｔ ｉ ｔ ｏ ｓｍａ ｅ Ｋ ｅ ｒ ｓ ｍｏ ａ ｕ ｖ ｔ ｒ ｉ ｅ ｅ ｃ ；ｓｍ ｐｙ ｓ ｐ ｏ ｔｄ ｂ ａ ；ｄｓ ｌｃ ｍ ｅ ｔｍｏ ｅ ａ ａ ｅｉｅ ｔｆ ａ ｙ ｗｏ ｄ ： ｄ ｌ ｒ ａ ｕ ｅｄｆ ｒ ｎ ｅ ｉ ｌ ｕ ｐ ｒｅ ｅ ｍ ｃ ｆ ｉｐａ ｅ ｎ ｄ ；ｄ ｍ ｇ ｄ ｎ ｉ ｃ — ｉ
不同截面形式简支梁计算模态分析
在计算模态 分析中 ， 建立合适准 确的有 限元 模型是 最为 基础
［ ］ ＋［ Ｇ ］ ＋［ Ｋ］ ｙ＝ ０
ｎ ｓ ｙ ｓ ｌ ２建 （ １ ） 也 是最 为关 键的一步。本 文通过大型有限元计算软件 Ａ
挥， 更要保证结 构安全性 。对此 ， 必须 正确处 理单 个构 件与 整体 的提升打下坚实基础 。 结构 的关系 ， 处 理好相 应 的受力关 系 。同时 ， 为 了保 证加 固质 参 考 文 献 ： 量 以及施工安全 ， 有必 要在施 工现场 实施加 固监 测 ， 使 加 固施工 ［ １ ］ 龚 南屏． 浅谈现代建筑结构检 测与加 固施 工技 术 ［ Ｊ ］ ． 中华 能够按照设计标准进行 。 民居 （ 下 旬刊 ） ， ２ ０ １ ３ （ ４ ） ： １ １ ４ 一 ｌ ｌ ５ ．
面 的简支梁进行计算模态分析 ， 结果表明圆形截 面的模 态 自振频 率要 比其他截 面高 ， 在前 四阶模 态中主要 出现 的变化是横 弯变形 以及竖 弯变形 。 关键词 ： 简支梁 ， 横截 面， 模 态分 析
中 图分 类 号 ： Ｕ ４ ４ ２ 文献 标 识 码 ： Ａ
１ 概 述
模态分析是研 究结 构动力响应的基础 ， 模态为结 构 的固有动 力特性 ， 每个模态都 具有 特定 的频率 、 周期 、 阻 尼 比、 振 型等模 态
其 中， ［ ］ 为结 构质量矩 阵 ； ［ Ｃ ］ 为结 构 阻尼矩 阵 ； ［ Ｋ］ 为结 构 刚度矩 阵 ； 为 加速 度列 向量 ； 为 速度列 向量 ； Ｙ为 位移 列 向
５ ］ 曲延亮． ３前 － 建筑结构检 测 与加 固施 工技 术的探讨 ［ ＂ Ｊ ］ ． 中 分关键的。通过 实施科 学 有效 的工 程 检测 ， 对 工程 质 量加 以评 ［ 国新技 术 新 产 品 ， ２ ０ １ ２ （ １ ９ ） ： ６ １ ． 定， 找 出其 中存在 的不足 ， 实施必要 的加 固措施 ， 才 能为工程 质量
线性扫频法简支梁模态分析实验报告
线性扫频法简支梁模态测试一实验目的1、线性扫频法实验模态分析原理，2、学习线性扫频法模态测试及分析方法。
二、实验仪器简支梁激振器力传感器振动传感器动态分析仪（激振信号源）计算机系统分析软件三、实验原理1、本实验对简支梁进行实验模态分析使用的是测力法模块，在简支梁线性扫频法模态实验中，激励信号为力传感器拾取的扫频信号源DH1301 （内置小功率功放）控制激振器激励出来的激励信号。
2、采用单点激励法（由于移动激励比较困难）四。
、实验步骤有一根梁，长（X向）555mm宽（Y向）50mm欲采用线性扫频法做其Z方向的振动模态，步骤如下：1 、测点的确定此梁在Y、Z方向和X方向（尺寸）相差较大，可以简化为杆件，所以只需在X方向顺序布置若干测点即可。
在实验中在X方向梁把粱分为16 等分，布置15 个测点（梁的两端不用作为测点）[测点数目要视得到的模态阶数而定，测点数目要多于测量振型的阶数，得到的高阶阵型结果才真实可靠，要注意把激振位置作为简支梁模态测试中的一个测点（测得原点频响）] 。
2、连接仪器固定好JZ-1型接触式激振器，并与DH1301连接好。
力传感器信号接入数采分析仪的第一通道，压电式加速度传感器信号接入第二通道。
3、数据采集及参数设置打开仪器电源，启动DHDAS200控制分析软件，菜单选择分析/ 频响分析。
在新建的四个窗口内，分别显示频响函数数据、1-1 通道的时间波形、想干函数和1-2 通道的时间波形，平衡清零之后，等待采样。
打开DH1301扫频信号发生器，调节类型为线性扫频，设置起频为10，止频500，扫速1，按“确定”，然后按下“开始”，调节扫频电压，即可开始线性扫频。
点击DHDAS200软件中的采样按钮，开始采样。
注意观察频响函数变化。
系统参数设置采样频率：1.28KH分析频率取整，且采样频率的选取视用户希望通过扫频实验得到简支梁的频率阶数而定。
实验装置配套的简支梁选取1.28KHZ （有限元大致确定）的采样频率即可扫出简支梁的前四阶频率；如果希望得到较高的频率，则采样频率应选的较高，如5.12KHz）；采样方式：连续触发方式：自由采样平均方式：峰值保持时域点数：视用户选取的采样频率而灵活调整，一般情况下，保证频率分辨率的值小于1.25 即可。
简支梁模态分析实训报告
2013~2014学年第二学期简支梁模态分析实训报告学院：机械与汽车工程学院专业：测控技术与仪器班级：11级测控一班姓名：学号：联系电话：指导老师：2013~2014学年第二学期 (1)一、模态分析的步骤 (3)1. 确定分析方法 (3)2. 测点的选取、传感器的布置 (4)3. 仪器连接 (4)4. 示波 (4)5. 输入标定值 (5)6. 采样 (5)6.1 参数设置 (6)6.2 结构生成 (6)7. 传递函数分析 (7)7.1 参数设置 (7)7.2 采样 (7)8. 进行模态分析 (8)二、模态分析实例 (8)（1）测点的确定 (9)（2）仪器连接 (9)（3）示波 (9)（4）参数设置 (10)（5）采样 (12)（6）传函分析 (14)（7）模态分析 (15)三、实训总结 (23)简支梁模态分析实训报告模态分析是一种参数识别的方法，因为模态分析法是在承认实际结构可以运用所谓“模态模型”来描述其动态响应的条件下，通过实验数据的处理和分析，寻求其“模态参数”。
模态分析实质上是一种坐标变换，其目的在于把原物理坐标系统中描述的相应向量，转换到"模态坐标系统"中来描述，模态试验就是通过对结构或部件的试验数据的处理和分析，寻求其"模态参数"。
模态分析的关键在于得到振动系统的特征向量（或称特征振型、模态振型）。
试验模态分析便是通过试验采集系统的输入输出信号，经过参数识别获得模态参数。
具体做法是：首先将结构物在静止状态下进行人为激振（或者环境激励），通过测量激振力与振动响应，找出激励点与各测点之间的“传递函数”，建立传递函数矩阵，用模态分析理论通过对试验导纳函数的曲线拟合，识别出结构的模态参数，从而建立起结构物的模态模型。
主要应用有:用于振动测量和结构动力学分析。
可测得比较精确的固有频率、模态振型、模态阻尼、模态质量和模态刚度。
可用模态试验结果去指导有限元理论模型的修正，使理论模型更趋完善和合理。
结构模态分析实例
结构模态分析实例
4）定义关键点。GUI: Main Menu > Preprocessor > Modeling > Create > Keypoints > In Active CS ...
Type > Add/Edit/Delete > Add > select 2）定义实常数。GUI: Main Menu > Preprocessor > Real
Constants > Add/Edit/Delete 3）定义材料属性。GUI: Main Menu > Preprocessor > Material
5.退出ANSYS
结构模态分析实例
6.5 结构稳定性分析实例
问题描述：如下图6.91所示有一底端固定的受压柱。设 截面尺寸为B×H=0.01×0.01m，柱长L=0.1m，弹性模量 E=210GPa，密度ρ=7800kg/m3。假定柱顶端中心轴向受 压，试求其屈曲特征值。
FCR
图6.91 受压柱示意图
7）网格划分。GUI: Main Menu > Preprocessor > Meshing > Mesh > Lines
8）分颜色显示单元。GUI: Utility Menu > PlotCtrls > Numbering
9）进入求解模块，施加约束条件。GUI: Main Menu > Solution > Define Loads > Apply > Structural > Displacement > On Nodes