[發明專利]金屬轉盤高速旋轉下的模態試驗裝置及模態試驗方法

在審

• 申請號: 202111047902.7
• 申請日: 2021-09-08
• 公開（公告）號: CN113865814A
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發明（設計）人: 王鵬輝;梁吉鵬;洪良友;周書濤;童軍;黃佳;周暢;王帥;王麗霞;都佳遜
• 申請（專利權）人: 北京強度環境研究所
• 主分類號: G01M7/02
• 分類號: G01M7/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種金屬轉盤高速旋轉下的模態試驗裝置，其特征在于，包括：

模態控制采集器；

激光測振儀，所述激光測振儀與所述控制采集器電連接，并對轉盤進行測振；

非接觸激振器，所述非接觸激振器與所述控制采集器電連接，并可對所述轉盤施加激振力。

2.根據權利要求1所述的金屬轉盤高速旋轉下的模態試驗裝置，其特征在于，所述激光測振儀為多個，所述多個激光測振儀測量所述轉盤的不同部位。

3.根據權利要求1所述的金屬轉盤高速旋轉下的模態試驗裝置，其特征在于，所述非接觸激振器為多個，所述多個非接觸激振器與所述轉盤的不同位置相對應設置。

4.根據權利要求3所述的金屬轉盤高速旋轉下的模態試驗裝置，其特征在于，所述模態試驗裝置還包括功率放大器，所述功率放大器設置在所述多個非接觸激振器和所述模態控制采集器之間。

5.一種金屬轉盤高速旋轉下的模態試驗方法，其特征在于，所述模態試驗方法采用權利要求1至4中任一項所述的模態試驗裝置，所述模態試驗方法包括如下步驟：

確定激振參數和測量參數；

進行試驗準備；

靜止狀態駐波模態測量；

轉盤轉動；

行波共振激勵和響應測量；

試驗系統撤收。

6.根據權利要求5所述的金屬轉盤高速旋轉下的模態試驗方法，其特征在于，所述確定激振參數和測量參數包括行波共振條件的實質是多點激振力的空間分布特性需與輪盤結構系統固有模態振型特性相吻合，因此要想激起純凈的最大的行波共振，除激振頻率與固有頻率相等外，激振點的選取，激振力幅值，相位還需要滿足特定的配合關系。

7.根據權利要求5所述的金屬轉盤高速旋轉下的模態試驗方法，其特征在于，所述試驗準備包括：

首先將測試轉盤和轉動系統安裝于試驗場地，然后將非接觸式電磁激振器固定安裝在轉盤側面，通過位置調節使激振器激振力輸出點與規定的轉盤激振點對應，距離間隔保持在0.6mm至1.5mm，根據轉盤與激振器的尺寸綜合協調至少保證2個激振器安裝，然后將激振器上的激振控制電纜連接到功率放大器，功率放大器與模態控制采集系統連接；激振器安裝后將多普勒激光測振儀安裝在轉盤前方區域，調節激光頭位置和角度使激光點照射到轉盤上預先規定好的測量點上，根據轉盤前方區域與激光測振儀的尺寸綜合協調至少保證2個測量點安裝，激光測振儀安裝后將測試電纜連接到模態控制采集系統，需要注意的是必須保證激光測振儀安裝位置沒有較大的基礎振動；轉動系統、激振系統和測量系統搭建完畢后進行全系統聯合調試，保證各系統能夠正常工作，互不干涉。

8.根據權利要求5所述的金屬轉盤高速旋轉下的模態試驗方法，其特征在于，所述靜止狀態駐波模態測量包括：

使轉盤處于靜止狀態，打開激振系統和測量系統，首先采用一個激振器進行掃頻激勵，采用測量系統進行響應測量，通過分析振動響應數據獲得初步駐波模態參數，提取模態頻率和振型向量，根據振型向量設置各個激振力的相位和大小關系，進行駐波模態的多點調諧激勵和測量，獲取靜止狀態的駐波模態參數。

9.根據權利要求5所述的金屬轉盤高速旋轉下的模態試驗方法，其特征在于，所述轉盤轉動包括：

打開轉動系統，使轉盤按照預定轉速開始旋轉，或者設置不同的轉速進行旋轉，轉速逐步升高的過程中檢查轉盤和非接觸激振器之間是否有摩擦碰撞，如有立即停止轉動，調節間距，通過迭代調試，最終使轉盤能夠按照既定轉速順利轉動。

10.根據權利要求5所述的金屬轉盤高速旋轉下的模態試驗方法，其特征在于，所述行波共振激勵和響應測量包括：

轉盤轉速穩定后打開非接觸式電磁激振器，通過模態控制采集系統和功率放大器調節每個激振器輸出激振力的相位關系和大小，一般將一個激振力相位調節為0，其他激振力根據模態振型的特征將相位調整為90度、270度；各個激振力大小根據激振點位置的模態振動大小進行等比例的調節和配比；施加掃頻激勵通過觀察分析測量點的振動響應，以確定轉盤是否達到共振；共振后進行定頻激勵采用多普勒激光測振儀測量各個測量點的振動響應，采樣率和測量范圍須滿足分析模態頻率的要求，保證測量數據的準確性；根據激振力和響應測量數據進行模態參數識別獲得轉盤在旋轉狀態下的行波模態。