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6. 试验分析

6.1. 试验测试系统与仪器设备

试验测量分析系统由三大部分组成：试验激振系统，响应采集系统，模态分析和处理系统。其中，试验激振系统包括：力锤；响应采集系统包括加速度传感器和智能采集系统；模态分析和处理系统主要是LMS模态分析软件Test.lab 11B。

测试系统结构简图如图3所示。 力锤 线控离合器制动盘 试验台架 加速度信号 电荷放大器 图3制动盘测试系统 力信号 电荷放大器 信号采集系统 模态分析处理系统 试验所需仪器设备如表3所示。

表3离合器操纵系统固定座模态试验仪器设备

编号 1 2 仪器名称 力锤 力传感器 数量 1 1 型号 江苏联能 ICP 3 4 5 加速度传感器 智能信号发生与数据采集系统 数据分析处理软件 5 1 1 ICP LMS SCADASⅢ316w Test.Lab 11B

图4试验工具——冲击锤

6.2. 模态分析方法和测量过程

6.2.1. 激励方法

从频响函数的物理意义可知，若知道激励和响应，就可推知系统的特性。从这个意义上来说，有两种激励方法可供选择，其一是对结构上某点激励，测得所有点的响应，即单点激励的方法。其二是对结构某些点同时激励，测得各点的响应，即通常所说的多点激励方法。

单点激励的优点是在模态试验中，只要同时测量记录激励和响应的信号，再经数字信号处理，可获得与响应激励自由度对应的频响函数，简单易行。单点激励的缺点是能量有限，在大型复杂结构的模态试验中，响应信号信噪比差，有时难于激励出所关心的整体模态，当试验结构的模态比较密集且阻尼又比较大时，难于激出结构的纯模态。

多点激励的优点是可以激发出试验结构的纯模态，对大型结构尤其有效。而且多点激振可以解决系统存在重根的问题，但是多点激励也存在不足，其缺点是需要采用几套激振器激励。模态试验中，各激振器的激励信号应互不相关，输入力的大小和相位要反复调试，比较费时，加上设备昂贵，目前，尚未普遍推广。

在进行模态试验时，试件采用单点激励还是多点激励方法取决于试件被整体激振的难度。如果单点激励就可以测得试件上任意点的响应，且响应幅度足够大，则采用单点激振即可，否则需要对试件进行多点激振。

本试验研究的是制动盘的模态参数，属于小件试件，总体比较容易被激振，这里采用单点激振。

6.2.2. 结构安装方法

一种经常采用的自由状态。使试验对象不与地面相连接，自由地悬浮在空中。如放在很软的泡沫塑料上；或用很长的柔性绳索将结构吊起而在水平方向激振，可认为在水平方面处于自由状态。另一种是地面支承状态，结构上有一点或若干点与地面固结。

如果在我们所关心的实际情况支承条件下的模态，这时，可在实际支承条件下进行试验。但最好还是自由支承为佳。因为自由状态具有更多的自由度。

本试验采用自由支撑的方式固定试件。

6.3. 试验方案与步骤

6.3.1. 确定坐标系

制动盘坐标系以工作面为xy平面，圆心为原点（0,0,0），过圆心垂直于工作面方向为z轴正方向，建立坐标系。

6.3.2. 支撑方式

被测制动盘采用橡胶绳悬吊安装，使其处于自由状态下进行试验。具体悬挂位置应选在模态节点处，本次试验中将橡胶绳穿过制动盘中间的轴孔，将制动盘竖直悬挂。

图5自由支撑固定扭转减振器

说明：在水平和竖直的两种悬挂方式上的选择，考虑力锤敲击的便利，以及自由振动的频率问题，综合考虑下，选择了竖直放置。如果水平放置，将绳子从左右的两孔穿过，则束缚的刚度过大，不符合模态实验的先决自由状态的条件，会对实验结果造成一定的不良影响。并且很难达到真正水平放置。所以，采取竖直悬挂方法，并且未考虑水平放置。