LMS模态试验与分析

制动盘模态试验分析

制动盘模态试验分析作者：上海汇众汽车制造有限公司陈晓鹏模态分析技术是用于对零部件或工程结构系统进行动力学分析的现代化方法和手段，借此可以解决很多工程实际问题。

对零部件进行模态分析有利于优化运动机械的整体性能。

以汽车制动盘为例，制动盘的模态决定着车辆在制动过程中的部分振动、噪声性能，并对制动盘的寿命、异常磨损等产生影响，测量并确定制动盘的模态频率与振型是研究并解决车辆制动引起振动与噪声的重要手段。

本文利用LMS公司有关模态测试软件对我公司某车型前制动盘进行比较完整的模态测量后，得出了制动盘的各种模态特性；并利用测试软件对测试方法进行了简短的分析，给出了在仅仅想得到零部件固有频率的试验要求下可以简化几何模型、减少测量次数，从而达到最快得到试件固有频率的目的。

制动盘模态特性及要求作为高速旋转部件，制动盘具有中心对称特性。

对于制动盘制动摩擦面，其振型主要是沿圆周均匀分布的变形（对于矩坐标系，相同θ角的各点位相相同，沿圆周呈波浪分布）及相同r（在矩坐标系中）具有相同形变（幅值与位相均相同）的变形。

当与制动系统中其他部件组合后，如果某种激励正好位于某一固有频率下，模态被激发，处于共振情形中的这种自身变形会产生强烈的振动与噪音。

前一种模态发生共振的可能性更大。

通常，制动盘处于本文后面所提到的0/4模态占优势，在产品设计与开发阶段要特别注意此类模态的特性。

测量与分析利用LMS TestLab 中的MODAL IMPACT模块可对制动盘进行模态测量。

用弹性绳把制动盘悬挂起来，将由试件与软绳所组成的系统振动的固有频率控制在5Hz以下，就能完全满足测试要求。

制动盘具有中心对称轴，以中心轴为Z轴，建立柱坐标系。

显然，制动盘除Z轴外的其他两方向的刚度比Z轴方向的刚度要大得多，在常规频段振动主要是沿着Z轴方向发生，因此只测定Z轴方向的加速度值即可。

制动盘结构相对较小，质量不大，因此在粘贴传感器时应尽量减小附加质量的影响，为此采用分别在多点激励、测取某一点处的响应的方法进行。

LMS 模态分析: 完整解决方案LMS Modal Analysis Techniques内容提要2模态试验分析工具1模态试验目的3模态仿真分析工具2.1分析手段2.2试验手段2.3数采前端3.1结构修改及预测3.2相关性分析3.3预试验4综述X=SourceReceiver•Engine •Rotor •Road•Gearbox & transmission •Turbo machinery •Wheel & tire •Accessories•Environmental sources •...Transfer through the structure•Noise at driver’s & Passenger ears •Steering wheel shake•Rear view mirror vibration•Cabin comfort •Structural integrity •Seat vibration •Cockpit NVH •...System TransferSystem Transfer M o d a l An a l y s i s模态分析9结构固有属性分析9表现为9共振频率9阻尼比9振型目的:9验证产品振动与噪声问题9提高产品耐久性9提高数字模型准确性内容提要2模态试验分析工具1模态试验目的3模态仿真分析工具2.1分析手段2.2试验手段2.3数采前端3.1结构修改及预测3.2相关性分析3.3预试验4综述模态试验工具:数采前端Mobile:移动305306 slave unitAC / DC / BatteryStandard LANSCSI optionalLab / Test Benches:台架310311 slave unitAC or AC / DC /BatteryStandard SCSIOptional LAN316317 slave unitACSCSI or Wide SCSIM01 & M05Autonomy -lowpower consumption:Up to 4 hours oninternal batteriesBroad operatingconditions:-10 C > +55 CVibration / shock:MIL-STD 810F…Potable:便携Modular and scalable for any NVH applicationLMS SCADAS MobileCompact -high channel count low power –wide operating conditionsLMS SCADAS III Extended throughput performance & signal conditioningAny signal condition you would want...Tacho VoltageICP MicrophoneChargeTEDSBridgeDigitalAES/EBUTorsionalAnalog OUTDACModular and scalable for any NVH application4 4 4 4 419212060408Number of channels per frameSC316SC310SC305SCM05SCM01内容提要2模态试验分析工具1模态试验目的3模态仿真分析工具2.1分析手段2.2试验手段2.3数采前端3.1结构修改及预测3.2相关性分析3.3预试验4综述模态试验方法:锤激法Modal impact guides the operator through the test setupand sets up the test for him System suggested parametersTrigger settingsWindow parametersAcquisition bandwidthProductive impact testingAudio feedbackAuto-reject overloadsAuto-reject double impactsAuto-accept good averagesAuto-increment hammer ID模态试验方法: MIMO 激振器法Random; MIMO Sine Multichannel FRF testingMultiple parallel measurement functions Fixed or user-defined display layouts Clear measurement status indication Detailed overload information Level indicatorsThe online shaker decorrelatio n check makes sure meaningful FRF resultsare measuredFor those cases were random fails…Trimmed body modal testing (Vibro-)acoustic modal testing(Reciprocal) noise transfer functions Dynamic mount stiffness identification Non-linearity analysisThe benefits of sine excitation in the measurement time of burst模态试验方法: 纯模态法Productive and flexible online monitoringgives confidencein the measureddata Pre-test function inspectionTimeDriving point FRFs, coherencesForce autopowersPCA (shaker decorrelation check)…Multichannel FRF testingMultiple parallel measurement functionsFixed or user-defined display layoutsClear measurement status indicationDetailed overload informationLevel indicators模态试验方法: 工作模态法Animating data directly after the measurement is a powerfuldata validationtool Dedicated processing of time dataExponential window for correct dampingestimates (<> hanning cannot be corrected)Batch processing of multiple measurementsCrosspower/ correlation function previewOperational modal analysisDetermine dynamic properties in operationResonant frequenciesDamping valuesMode shapesMulti-run modal for increased mode shapequality and reliability内容提要2模态试验分析工具1模态试验目的3模态仿真分析工具2.1分析手段2.2试验手段2.3数采前端3.1结构修改及预测3.2相关性分析3.3预试验4综述模态分析工具: LSCE 法Automatic scrolling FRF synthesis reduces the time to validate the modal modelOperator guidance makes modal analysis faster and easier then ever beforeFast and easy modal parameter estimationOnly 3 steps to get to mode shapes Improved ‘industry-standard’LSCE Built for large datasetsFull traceability –back to used transducerExtensive modal validation toolsGeometry based FRF synthesis Automatic scrolling FRF synthesis Mode Correlation & ComplexityAutomatic visual comparison of 2 modesAnimation & Color displaysRule-based methodNot affected by ability of human mind to treat informationHigh accuracy on pole selection Reduce uncertaintyLMS PolyMAX results in crystal-clearstabilizationdiagrams, leading to user-independent, high quality modes On complex data, traditional techniques often result in difficult to interpret stabilization diagramsExtremely clear stabilizationFast & Easy pole selection User-independent results More & higher quality modes “General purpose”methodSingle broadband analysis High & low damping Noisy dataBuilt for large & complex structures Trimmed body, powertrain assembly, … Aircraft, spacecraft, …. Turbomachinery, civil structures, …PolyMAX& AMPS generate automatically user-independent resultsExtremely clear stabilizationFast & Easy pole selection User-independent results More & higher quality modes “General purpose”methodSingle broadband analysis High & low damping Noisy dataBuilt for large & complex structuresTrimmed body, powertrain assembly, … Aircraft, spacecraft, ….Turbomachinery, civil structures, …Operational deflection shapes provides insights in vibration and acoustic problemsBatch processing of multiple measurement is fast and easy一步到位的参数提取工具Automatic data retrievalAnalysis data sets build and expand whilethe measurements proceed –no manual index tableClear overview of all FRFs in one tableMulti-run modal analysisCompensation of frequency shifts betweenruns due to mass loading or temperature effectsAutomatic merging of modes from differentrunsConsistent, less complex mode shapesMulti-run modalresults in higher quality mode shapes, making inconsistent data consistentAll measured functions at a glance in a single table ready to analyzeAMPS -rule-based methodNot affected by ability of human mind to treat informationHigh accuracy on pole selection Reduce uncertaintyAll physical poles selected at a glance in stabilization diagramLMS b modification prediction Efficient troubleshootinglet the tool do the repetitive work faster and more consistenttuned absorbers provide a shortcut solution to solve a probem in a late product design stageEvaluate structural design changes without repeated testingQuickly find a vibration patch Evaluate design alternative Move resonant frequenciesMass, spring, damper, tuned absorberModal modification predictionGraphical definition of modificationsVisualization of modifications on geometry Automatic tuning of tuned absorber Automatic synthesis of base and modifiedFRFsTraceability of modificationsA complete solution for structural testingTest Preparation GeometryTest ExecutionModal impactSpectral acquisitionMIMO sine testingAnalysisModal analysisoperational modal analysisReportingDesktopOperational deflection shapestime animationDocumentationOperational testingMaximal data consistency in minimal timeMultiple parallel measurement functions reduces the amount of measurement runs and increases data consistencySCM05: productive testing, on the road and in thelabMobile measurement supportMobile frontend: SCM05,embedded dual tachoembedded dual DAC for lab testing Direct throughput to TDF Remote controlOnline/offline data validation includingreplayMultiple parallel measurement functionsOnline analysis: spectra, autopowers,crosspowers, octaves, …Throughput dataMaximal data consistency in minimal time7A NEWLMS –TPA: 结构传递路径分析LMS 传递路径分析是一非常高效的工具，可以让我们有效且直接地进行结构及声学能量分析来找到激励源与研究目标之间的关系对振动噪声传递路径进行评价并量化目标是确认需要修改的路径成分，并选择更好的元件参数和设计，以优化NVH性能目标响应频谱第i 条传递路径上，激励与目标之间的传递函数第i 条传递路径上的输入力谱传递路径分析是基于频响函数及作用于传递路径点上的作用力。

基于LMS Virtual.Lab的车身模态分析和试验验证

基于b的车身模态有限元分析及试验验证王永利赵永宏周文超一汽技术中心摘要：车身模态分析就是研究车身振动特性的主要方法，其具体研究方式可分为试验模态分析和有限元模态分析两种方法。

基于有限元方法的模态分析，由于在建模过程中引进了一系列人为假设，因而导致了计算结果存在误差。

而试验模态分析是建立在试验基础上，所得到的动态特征参数则比较真实地反映了物理模型的的动力学特性。

本文分别用两种方法对乘用车白车身的模态进行分析计算，并对两种方法计算的结果进行对比验证。

进而为模态灵敏度分析、模态修正以及FEM校正等工作奠定了基础。

关键词：白车身模态分析试验模态有限元模态模态验证1.前言车辆在行驶过程中，车身结构在各种振动源的激励下会产生振动，如发动机运转、路面不平以及高速行驶时风力引起的振动等。

如果这些振源的激励接近车身整体或局部的固有频率，便会发生共振现象，产生剧烈振动和噪声，甚至造成结构破坏，为提高汽车的安全性、舒适性和可靠性，就必须对车身的振动特性进行分析，通过结构设计避免开各种振源的激励频率。

车身的模态分析技术就是解决车身振动问题最有效、最经济的方法。

车身的模态分析技术分为有限元模态分析和试验模态分析。

这两个方面的运用和发展相辅相成，能有效车身结构的振动问题。

特别是计算机技术的高速发展，有限元分析技术成熟的应用，在车身概念设计间段就可以对车身的振动特性进行详细的分析预测，对结构的设计更改提供可靠的数据，这样大大缩短了汽车的开发周期，降低开发成本。

有限元模型的建立，在边界条件的处理及力学模型的简化上，往往与实际结构相差较大，这样便会导致有限元模型的计算结果不可靠，失去实用价值。

用试验模态分析的模态参数对有限元模态分析的结果进行验证并修正有限元模型，使其更能符合实际从而提高有限元分析的精度。

本文对乘用车白车身的模态首先进行有限元分析，然后对对白车身样车进行试验模态分析，用试验模态参数对有限元模型计算结果进行对比分析验证。

(完整版)LMS模态测试使用说明

模态测试流程：
1.建模，每个节点对应三个方向；
2.连接激振器输入端和输出端；
3.
建模界面，注意运用局部坐标系。

点的建模
线的建模面的建模
通道设置，用Insert 按钮可将模型中的节点名拷贝靠通道名中，注意通道名的固定格式（用冒号）
•改窗口用于设置激励参数octave-倍频程burst ramp time-触发斜坡时间
•电压设为1V。

采用白噪声激励。

激励带宽会随着相对频率范围的变化而变化；burst ramp time 的意思是避免刚性冲击，但也斜坡时间也不能太长，以防采集已完成，而激励还没有起效。

改窗口用于观察两个激励信号和某一采集通道的信号，图形区三根曲线，两高一低为正常状况，高的两根为激振器力传感器信号，低的一根为某一采集通道的信号，可注意检查各通道，确保信号正确。

如果一高两抵，说明其中一个激振器没起到激振作用，反而被另一激振器激励。

点击右边的Use Scope setings可以将在scope中的参数设定导过来。

Number of average 每一批测量激振的次数。

激振一次一般2、3秒，20此激振就用5、60秒。

改变测点测下一批数据。

Messure coherence-测量相干系数相干系数不能始终与1保持一定的距离，否则说明有其它未知激励源。

此窗口是测试用窗口。

模态分析选择ALL，就会对所有run测量结果进行模态分析。

Modal validation-模态确认模态显示在该窗口
Stabilization-稳定性振型显示窗口。

LMSTestLab中文操作指南全

LMS b中文操作指南比利时LMS国际公司北京代表处2009年　６月内容¾ Desktop桌面操作¾ Geometry几何建模¾ Signature信号特征测试分析¾ Impact锤击法模态测试¾ Spectral Testing谱分析¾ Modal Analysis模态分析¾ Modification Prediction模态修改预测¾ ODS工作变形分析¾ OMA运行模态分析LMS b中文操作指南— Desktop桌面操作比利时LMS国际公司北京代表处2009年2月LMS b中文操作指南— Desktop桌面操作目录1.开始 (2)2.浏览数据 (3)3.显示数据 (4)3.1.测试的数据 (4)3.2.图形拷贝 (8)3.3.几何图形显示 (8)4.数据调理 (10)5.搜索功能 (11)6.Documentation 界面 (13)6.1.添加附件 (13)6.2.添加模板 (14)6.3.添加用户属性 (15)7.导入外部数据 (17)1. 开始¾ 启动 LMS b Desktop 从开始菜单 Æ 所有程序 Æ LMS b 9AÆ Desktop 或者通过桌面的快捷图标软件打开后，通过底部的导航条，可以看到两个界面：Documentation 和 Navigator 。

默认会打开一个空白的Project ，软件激活“Navigator”页面中的“Data Viewing”子页面。

可以浏览数据，图形显示数据。

页面在LMS b 资源管理器中可以看到Project ，另外还有：My Computer: 资源管理器最后一个项目。

可以浏览您电脑中的数据。

My Links: 此处可以链接常用Project 的快捷方式，首先从“My Computer”找到Project ，右键单击Copy ，然后到 “My Links”右键单击Paste as link 。

LMS模态试验与分析_航空航天

LMS模态试验与分析_航空航天
LMS（Linear Matrix Inequality Modal Synthesis）模态试验与分
析是航空航天领域中一种常用的工程分析方法，它基于线性矩阵不等式技术，通过试验与分析实现结构动力学特性的模态参数估计和模态分解。

首先，在试验数据采集阶段，需要通过传感器对航空航天系统进行测量，并获取系统的响应数据。

传感器可以是加速度传感器、应变传感器等，用于测量系统的振动响应。

这些测量数据将被用于后续的模态参数估计和
模态分解。

然后，在模态参数估计阶段，利用LMS方法将试验数据与结构动力学
模型之间建立数学关系，通过最小二乘法估计系统的模态参数。

模态参数
包括固有频率、阻尼比和模态形态等，它们反映了系统的振动特性。

最后，在模态分解阶段，通过对估计得到的模态参数进行分解，将系
统的振动响应分解为不同的模态成分。

模态分解可以帮助工程师更好地理
解结构的振动特性，找出系统的主要振动模态。

应用LMS模态试验与分析方法可以帮助航空航天工程师进行结构设计、优化和故障诊断等工作。

例如，在航空器的振动控制中，可以通过LMS方
法估计结构的模态参数，设计并调整振动控制器来实现振动的有效控制。

在航天器的结构动力学分析中，可以通过LMS方法对结构的模态分解结果
进行分析，进一步优化结构设计，确保航天器的结构安全性和可靠性。

总结起来，LMS模态试验与分析是一种有效的航空航天工程分析方法，它通过试验数据的采集、模态参数的估计和模态分解，实现了对结构动力
学特性的全面分析和评估，为航空航天工程师提供了重要的设计和优化依据。

LMS Test.Lab在超重训练设备模态分析试验中的运用

LMS b 在超重训练设备模态分析试验中的运用章剑王翔王吉成中国直升机设计研究所九室 33001摘要：本文介绍了运用Lms b 软件的模态分析为试验手段来诊断航天员超重训练设备所存在的故障，通过模态分析试验研究表明系统刚度变化对系统自振频率的影响，动力系统轴承齿轮间摩损的间隙以及环境因数如地基沉降对系统频率的影响等。

关键词： Lms b 、超重训练设备、模态分析、刚度 1 前言航天员超重训练设备是一台以大型载人离心机为主体，能够模拟飞船上升段和返回段超重过载环境以及其他超重过载环境的综合训练设备。

为保障超重训练设备各系统均处于良好协调运转状态，开展了设备全面诊断维修、系统升级和保养等工作。

通过研究超重训练设备在不同条件下受到激励作用后的共振情况，对航天员超重训练设备在维修前进行了模态试验，通过试验结果分析找出所存在的故障，为超重训练设备结构系统的振动特性分析、振动故障诊断和预报以及结构动力特性的优化设计维修提供了依据。

经过维修后再次对航天员超重训练设备进行模态分析与关键旋转部件进行振动检测分析，将维修前后的动力学特性数据进行分析比较，评价维修后超重训练设备的动力特性。

2 试验模态分析的基本原理模态分析的理论基础是在机械阻抗与导纳的概念上发展起来的，近十多年来，模态分析理论吸取了振动理论、信号分析、数据处理、数理统计及自动控制理论中的有关内容，结合自身内容的发展，形成了一套独特的理论，为模态分析即参数识别技术的发展奠定了理论基础。

自动控制理论中的传递函数（或频率响应函数）概念的引入，对模态分析理论的发展起了很大的推进作用。

通过传递函数，我们可以得到机械结构振动的固有频率以及机械结构各部分的响应变形，而固有频率和振型一起构成机械的振动模态。

人们把通过测量求取振动模态并由此进一步分析机械动态特性的方法称为模态分析。

一般结构系统可以离散为一种具有N 个自由度的线弹系统，其运动微分方程为：[]{}[]{}[]{}{()}M xC x K x f t ++=′′′′′′ٛٛٛٛٛٛ （1）式中质量、阻尼、刚度矩阵[M]、[C]、[K]为实对称矩阵，[M]正定、[C]、[K]正定或半正定。

基于LMS Test.lab系统的云台台体结构试验模态分析

基于LMS b系统的云台台体结构试验模态分析王卿黄金威王继承（航天第九研究院第十六研究所，西安 710100）摘要：为了更好的设计和改善结构的动态特性，从而提高产品及工程的质量，本文以结构模态试验及分析的理论知识为基础，基于LMS b系统并应用激振器及锤击两种方法对某型号云台台体结构进行了试验模态分析，得到了结构在0～2000Hz内的各阶固有频率和振型，为今后云台台体结构的优化设计和动力学分析奠定了基础。

关键词：LMS 台体模态试验分析1 概述云台是安装于某型号无人机上用于搭载摄像系统的平台系统，其在实际工作时，要求具有较强的刚度、稳定的支撑力，使摄像系统可以安全可靠的工作。

但是，其工作的实际环境中不仅存在高能量、宽频带随机激励振动，而且存在加速度过载、航向姿态不断变化等条件。

在这种复杂的工作环境中，就云台结构系统而言，振动是对其性能影响最大、涉及面最广的主要有害因素。

而云台台体不仅是整个结构系统的主要组成部分，也是云台系统工作的基准和承载基础。

传统的结构分析方法已不能满足新型号结构动态设计的要求。

因此，应用LMS b系统对云台台体结构进行模态试验，对其本身的固有动态特性进行分析，并提出相应的结构优化措施是本文研究的重点。

2 云台台体结构外型及测试仪器云台台体结构如图1所示，主要由上下两个安装平台和中间的连接肋组成（如图2中所示），是陀螺仪等精密惯性器件的安装和定位基础，受到质量和空间的限制，结构设计相对比较单薄，为了获得最优的动态性能，对其进行了结构模态试验，测试仪器如表1所示：表1 测试仪器及设备序号设备名称型号数量生产厂家备注1 LMS Scadas III 305 1 LMS PQAII*2，共16通道2 激振器 1 PCB3 力锤 1 PCB4 模态传感器 3 PCB 3向5 分析系统 b 1 LMS图1 云台台体结构三维示意图3 试验模态分析原理概述试验模态分析又称模态分析的试验过程，是理论模态分析的逆过程。

模态分析实验报告

模态分析实验报告姓名：学号：任课教师：实验时间：指导老师：实验地点：能源与动力工程学院柴油机拆装实习一楼振动测试实验室实验1 传递函数的测量一、实验内容用锤击激振法测量传递函数。

二、实验目的1)掌握锤击激振法测量传递函数的方法；2)测量激励力和加速度响应的时间记录曲线、力的自功率谱和传递函数；3)分析传递函数的各种显示形式（实部、虚部、幅值、对数、相位）及相干函数；4)比较原点传递函数和跨点传递函数的特征；5)考察激励点和响应点互换对传递函数的影响；6)比较不同材料的力锤锤帽对激励信号的影响；三、实验仪器和测试系统1、实验仪器主要用到的实验仪器有：冲击力锤、加速度传感器，LMS LMS-SCADAS Ⅲ测试系统，具体型号和参数见表1-1。

仪器名称型号序列号灵敏度备注数据采集和分析系统LMS-SCADAS Ⅲ比利时力锤LC 3164 4 mV/N加速度传感器100 mV/g 丹麦B&K表1-1 实验仪器2 、测试系统利用试验测量的激励信号(力锤激励信号)和响应的时间历程信号，运用数字信号处理技术获得频率响应函数(Frequency Response Function, FRF)，得到系统的非参数模型。

然后利用参数识别方法得到系统的模态参数。

测试系统主要完成力锤激励信号及各点响应信号时间历程的同步采集，完成数字信号的处理和参数的识别。

测量分析系统的框图如图1-1所示。

测量系统由振动加速度传感器、力锤和比利时LMS公司SCADAS采集前端及Modal Impact测量分析软件组成。

力锤及加速度传感器通过信号线与SCADAS采集前端相连，振动传感器及力锤为ICP型传感器，需要SCADAS采集前端对其供电。

SCADAS采集相应的信号和进行信号处理(如抗混滤波，A/D转换等)，所测信号通过电缆与电脑完成数据通讯。

图1-1 测试分析系统框图四、实验数据采集1、振动测试实验台架实验测量的是一段轴，在轴上安装了3个加速度传感器，如图1-2所示，轴由四根弹簧悬挂起来，使得整个测试统的频率很低，基本上不会影响到最终的测试结果。

基于LMS Virtual.Lab的车身模态分析和试验验证

基于b的车身模态有限元分析及试验验证王永利赵永宏周文超一汽技术中心摘要：车身模态分析就是研究车身振动特性的主要方法，其具体研究方式可分为试验模态分析和有限元模态分析两种方法。

基于有限元方法的模态分析，由于在建模过程中引进了一系列人为假设，因而导致了计算结果存在误差。

而试验模态分析是建立在试验基础上，所得到的动态特征参数则比较真实地反映了物理模型的的动力学特性。

本文分别用两种方法对乘用车白车身的模态进行分析计算，并对两种方法计算的结果进行对比验证。

进而为模态灵敏度分析、模态修正以及FEM校正等工作奠定了基础。

关键词：白车身模态分析试验模态有限元模态模态验证1.前言车辆在行驶过程中，车身结构在各种振动源的激励下会产生振动，如发动机运转、路面不平以及高速行驶时风力引起的振动等。

如果这些振源的激励接近车身整体或局部的固有频率，便会发生共振现象，产生剧烈振动和噪声，甚至造成结构破坏，为提高汽车的安全性、舒适性和可靠性，就必须对车身的振动特性进行分析，通过结构设计避免开各种振源的激励频率。

车身的模态分析技术就是解决车身振动问题最有效、最经济的方法。

车身的模态分析技术分为有限元模态分析和试验模态分析。

这两个方面的运用和发展相辅相成，能有效车身结构的振动问题。

特别是计算机技术的高速发展，有限元分析技术成熟的应用，在车身概念设计间段就可以对车身的振动特性进行详细的分析预测，对结构的设计更改提供可靠的数据，这样大大缩短了汽车的开发周期，降低开发成本。

有限元模型的建立，在边界条件的处理及力学模型的简化上，往往与实际结构相差较大，这样便会导致有限元模型的计算结果不可靠，失去实用价值。

用试验模态分析的模态参数对有限元模态分析的结果进行验证并修正有限元模型，使其更能符合实际从而提高有限元分析的精度。

本文对乘用车白车身的模态首先进行有限元分析，然后对对白车身样车进行试验模态分析，用试验模态参数对有限元模型计算结果进行对比分析验证。

LMS Test.Lab模态分析

模态拟合拟合参数 (拟合任意自由度 …) 高级拟合参数(拟合任意自由度 …) 模态验证规一化正则化列表模态置信准则（MAC）实验模态与分析模态相关分析 ? 分解法如何分解一个工作变形(ODS)?
27 copyright LMS International - 2005
更多关于模态数据选择
36 copyright LMS International - 2005
更多关于 – 模态验证
归一化
当前处理结果
命名处理结果
组件对话框
37 copyright LMS International - 2005
更多 – 模态验证
正则化
当前处理结果
处理结果命名
38 copyright LMS International - 2005
41 copyright LMS International - 2005
更多关于 – 模态验证
模态分解
模态分解
分解
{X i (ω0 )} = a1{V1}+ a2 {V2 }+ K + an {Vn }+ Re st
FRF选取
选用现有FRF集合
选择已有处理结果
从 “Input basket”中选择数据
用（include） /（exclude）重新定义FRF集合
28 copyright LMS International - 2005
更多关于模态数据选择
创建/扩展FRF数据集
用于创建/扩展FRF数据集
创建FRF集合扩展FRF集合为新的FRF集合命名
模态分析
打开你的工程
用模版建立一个新project 打开一个已有project

LMS模态分析软件在试验中的应用

LMS模态分析软件在试验中的应用作者：贵州航空发动机研究所任智慧1 前言模态分析技术是用于对工程结构系统进行动力学分析的现代化方法和手段。

可分为解析的和试验的两个方面，即：有限元分析和试验模态分析。

两个方面相结合可以解决很多工程实际问题。

如今，有限元技术的发展已很成熟，但对实际结构系统而言，许多边界约束条件的确定（如：结构阻尼，联结钢度等），往往还需要借助试验的分析和验证。

LMS模态分析软件给试验模态的实施，提供了一个很好的平台。

2 试验方法及内容2.1 关于传感器2.1.1 选用具有较高灵敏度的传感器；2.1.2 质量尽量小，避免给被测结构带来较大的附加质量或钢度的影响；2.1.3 安装位置应正确，避免给被测构件造成局部质量和钢度的过大改变。

应使测点的响应真正代表结构的总体特性响应而不是局部的。

2.2 试验系统大致由四个部分组成：2.2.1 激振部分；2.2.2 拾振部分；2.2.3 数据采集及谱分析部分；2.2.4 曲线拟合及模态参数识别部分。

2.3 力锤敲击模态试验2.3.1 这种激励方法的优点：a、不给待测结构附加任何质量，所以不会影响试件的动特性；b、适用于质量较轻、比较刚硬的结构；c、实施起来比较简单。

缺点：能量集中在很短的时间内，容易引起过载和非线性问题。

2.3.2 某型发动机螺旋圆锥齿轮组件的联结螺栓曾发生断裂故障。

通过对故障件及螺栓断口进行分析，判断联结螺栓断裂性质为受应力控制的旋转弯曲疲劳断裂。

为研究齿轮的固有振动特性，利用单点拾振频响函数法对螺旋圆锥齿轮组件进行了模态分析试验。

实物图见图1。

图1 圆锥齿轮组件实物图要正确解释分析结果，建立一个好的结构模型非常重要。

考虑到结构模型能反应出齿轮及联结螺栓的振动情况，对组件的模态分析网络建模方式如下：将每个齿轮盘沿径向分为两段，沿周向等分为十四段，每盘有28 个网络节点，整个组件共有56 个节点，建模图如图2 所示。

图2 圆锥齿轮组件模态分析网络模型2.3.3 试验采取多点激振单点拾振法（MISO）。

LMS-涡旋压缩机模态试验与有限元分析_杨猛

第33巻第6期噪声与振动控制文章编号：1006-1355(2013)06-0015-03涡旋压缩机模态试验与有限元分析杨猛，徐新喜，白松，刘孝辉，谭树林（军事医学科学院卫生装备研究所，天津市300161）摘要：利用LMS 公司TEST Lab 5A 模态试验系统，采用锤击法，对某型涡旋压缩机的曲轴进行试验，然后进行模态分析，获得前3阶模态参数；通过有限元分析软件ANSYS 对曲轴进行同样工况下的模态计算，对比试验模态参数与计算模态参数，二者误差在允许范围之内；再采用ANSYS 对涡旋压缩机其他主要零部件进行模态计算，获得前6阶模态参数，并对上顶盖、壳体和装配体的各阶振型进行分析，为涡旋压缩机主要零部件的动力学分析和结构设计改进提供依据。

关键词：振动与波；涡旋压缩机；模态试验；有限元分析；ANSYS 中图分类号：O241.82；TB535+.1文献标识号：ADOI 编码：10.3969/j.issn.1006-1335.2013.06.004Modal Testing and Finite Element Analysis of ScrollCompressor ’s PartsYANG Meng ,XU Xin-xi ,BAI Song ,LIU Xiao-hui ,TAN Shu-lin(Institute of Medical Equipment,Academy of Military Medical Sciences,Tianjin 300161,China )Abstract :Experimental modal analysis of a scroll compressor ’s crankshaft was conducted with the hammering method by means of the Test Lab 5A modal test system of LMS Company.Parameters of the first three modals were obtained.Then,these modal parameters were computed under the same conditions as in the testing through ANSYS software.It was found that the difference between the results from the testing and the computation is within a permissible range.On this base,modal calculations of other major parts of the compressor were conducted and their first six modal parameters were obtained.And the vibration modes of different orders of top cover,shell and their assembly of the compressor were analyzed.This work has provided a basis for dynamic analysis and structural improvement of scroll compressor ’s major parts.Key words :vibration and wave ;scroll compressor ;modal test ;finite element method ;ANSYS现代涡旋压缩机，朝着高速、大功率、轻型紧凑化的方向发展，其结构刚度不断减小，导致振动噪声问题日益突出，促使人们从动态的角度来考虑产品的性能。

LMS Test Lab中文操作指南全

LMS b中文操作指南比利时LMS国际公司北京代表处2009年　６月内容¾ Desktop桌面操作¾ Geometry几何建模¾ Signature信号特征测试分析¾ Impact锤击法模态测试¾ Spectral Testing谱分析¾ Modal Analysis模态分析¾ Modification Prediction模态修改预测¾ ODS工作变形分析¾ OMA运行模态分析LMS b中文操作指南— Desktop桌面操作比利时LMS国际公司北京代表处2009年2月LMS b中文操作指南— Desktop桌面操作目录1.开始 (2)2.浏览数据 (3)3.显示数据 (4)3.1.测试的数据 (4)3.2.图形拷贝 (8)3.3.几何图形显示 (8)4.数据调理 (10)5.搜索功能 (11)6.Documentation 界面 (13)6.1.添加附件 (13)6.2.添加模板 (14)6.3.添加用户属性 (15)7.导入外部数据 (17)1. 开始¾ 启动 LMS b Desktop 从开始菜单 Æ 所有程序 Æ LMS b 9AÆ Desktop 或者通过桌面的快捷图标软件打开后，通过底部的导航条，可以看到两个界面：Documentation 和 Navigator 。

默认会打开一个空白的Project ，软件激活“Navigator”页面中的“Data Viewing”子页面。

可以浏览数据，图形显示数据。

页面在LMS b 资源管理器中可以看到Project ，另外还有：My Computer: 资源管理器最后一个项目。

可以浏览您电脑中的数据。

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LMS模态分析部分功能模块用途

Test. Lab Operational Modal Analysis工作模态分析模态试验会出现这样的问题，如因为结构激励无法在实验室获得，常常需要在实际工作状态中进行分析。

此外，传统的试验室模态试验，由于其边界条件与实际工作状态不同，以及结构本身的非线性因素，所以其得到的模态试验结果往往与真实工作状态下的结构动力学特性有所不同。

因此，工作模态试验的意义就尤为重要。

采用LMS b工作模态分析，测量可以在结构运行时进行，然后得到一整套模态参数－共振频率、模态振型和阻尼。

这些参数可以使工程师改进最终产品的声振舒适性，提高其耐久性，同时通过试验结果对数字化模型进行改进，如对使用的有限元模型进行修正，进而提高开发过程的效率。

b OMA功能具有以下特点：整体多自由度、多参考的随机子空间法（Stochastic Subspace Method）工作模态参数识别可以得到以下模态参数：频率，阻尼，模态振型。

模态指示函数：多变量模态指示函数（MMIF），实模态修正指示函数（Modified Real MIF），实模态指示函数（Real MIF）。

多种模态分析的验证方法：稳态图，MAC模态置信准则，模态相位共线性，模态相位偏离度，模态参与因子，相位分散度，互功率谱综合等方法。

在同一个图中同时叠加显示两阶振型，从而进行更好地振型对比。

多种模态模型的动画显示，便于用户选择，比较和解释试验模态分析结果。

多组模态分析结果合并功能。

对于测试数据存在不稳定的情况下（如传感器分批测试所噪声的结构质量变化的影响），系统可以对各组数据分析得到的模态分析结果进行合并处理，以消除数据不稳定对整体模态分析结果的影响。

可以将工作变形分析中的各个工况进行解耦，得到各阶模态的对该工况振动的贡献量。

Test. Lab PolyMAX 频域最小二乘复指数法模态参数辨识PolyMax（LSCF法：最小二乘复频域法）为LMS公司最新开发的和最先进的模态参数识别方法，它是基于加权的最小二乘法和MIMO 传递函数的模态参数频域识别方法。

LMS-轮胎模态试验分析的研究_管迪华 (1)

2005168轮胎模态试验分析的研究管迪华,彭　会,范成建(清华大学,汽车安全与节能国家重点实验室,北京　100084) [摘要]　为寻求对轮胎高阶模态参数的提取,对一子午线轮胎分别进行了单、双点激振模态试验分析的研究,并用LM S Cada -X 中的FDP I 方法及LM S Test .Lab 中的PolyM AX 方法进行了分析比较。

结果表明,F DPI 方法只能识别出低频范围的模态参数,而P olyM AX 方法对高频段难以识别出的模态参数也可给出较好的结果。

对轮胎这种具有很好的对称性的结构,双点激振可给出很好的重根模态。

关键词:轮胎,模态分析A Research on Tire M odal Testing AnalysisGuan Dihua ,Peng Hui &Fan ChengjianTs inghua University ,S tate Key Laboratory of Automotive Sa fety and Energy ,Beijing 100084 [A bstract ]　To extract tire modal parameters of high frequency ,a research on modal testing analysis of single -input and double -input ex citation on a radial -ply tire is performed respectively .Two modal analysis meth -ods (LMS FDPI and LM S PolyMAX )are adopted in the analyses with the results compared .It show s that FD -PI method can only identify the modal parameters of low frequency ,while PolyMAX method can well identify the modal parameters of both low and high frequencies .For symmetric structures such as tire ,the repeated modes can w ell be obtained by double -input excitation .Keywords :Tire ,Modal analysis原稿收到日期为2004年10月8日,修改稿收到日期为2004年12月14日。

LMS汽车整车状态下动力总成刚体模态试验研究

图1 汽车动力总成刚体动力学模型
图1表示动力总成处于静平衡位置。以动力总成质心G0为坐标原点，设定沿动力总成曲轴方向并指向前方为X轴正方向，按照右手法则建立直角坐标系G0-xyz，如图所示。动力总成的振动可分解为随同它的质心G0点沿x、y、z的三个平动，和绕质心G0点的转动。在微振动条件下，其角位移可用绕x、y、z轴的转角θx、θy、θz表示。
3 动力总成刚体模态试验分析
为了验证理论分析结果和评价隔振效果，必须进行动力总成的刚体振动模态试验，以验证设计正确性。本文应用LMS SC310动态测试硬件系统和B测试分析软件进行模态试验与模态参数识别。模态测试系统由三部分组成：电磁激振系统、传感器，LMS SC310数据采集和信号分析系统。
激励系统主要包括信号源，功率放大器和激振器。其中信号源由LMS SC310源控制模块和软件产生。本试验采用猝发随机激励信号。
传感器主要用于拾取激励力传感器和振动加速度传感器。力传感器和振动加速度传感器是ICP型，由LMS SC310信号适调模块进行信号调理和放大。
LMS SC310数据采集和信号分析系统。力和加速度信号经LMS SC310数据采集模块和采集软件控制、分析获得各测点FRF频响函数和相干函数。为模态分析提供相应的数据。
(5)动力总成刚体模态试验数据采集设置:采样频率有效带宽: 64Hz，谱线数：512，频率分辨率为0.125Hz。力信号和响应窗函数为HANNING窗以减少泄漏误差。力信号源为BIRST 随机，激振频率2-64Hz。为了减少测量随机误差，提高测试精度，对每次测量采样进行16次重复平均。
(6)频响函数FRF的测量：为了获取全部模态参数及模态振型的信息，需要测量足够数量和精度的频响函数（FRF）。在测量二输入多输出频响函数时，采用自功率谱和互功率谱计算频响函数，根据16次平均次数，用H1估计法求得频响函数的最小二乘近似值。在试验过程中，确保相干函数接近1。本试验中由LMS国际公司 SPECTRAL ACQUISITION采集软件测试各测点频响函数。通过移动加速度传感器，测量全部测点的频响函数。监测各测点相干函数和频响函数。