模態(tài)分析與綜合技術緒論.ppt

1、,課程簡介,模態(tài)分析與應用技術,課程題目：,1.曹樹謙，張文德，蕭龍翔，振動結構模態(tài)分析理論、實驗與應用，天津大學出版社，2002 2.諸德超，邢譽峰，工程振動基礎，北京航空航天大學出版社，2004,主要參考文獻：,振動系統(tǒng)的建模理論,課程主要涉及內容：,簡單系統(tǒng)分析理論,模態(tài)分析技術,信號測試與分析,工程實例,課程完成形式,課堂教學：,總的課堂教學學時：20 從第2周第10周，每周一次課,實驗教學：,1個大作業(yè) 需要做5個點左右的實驗，分析可能需要花費20多個點。占總成績的60%,緒 論,(主模態(tài)或固有振動模態(tài))，是系統(tǒng)的一種固有屬性，由系統(tǒng)的特征值（也稱固有值，固有頻率，時間）和特征矢量（

2、也稱固有矢量，振型，空間）組成。 每個特征值與特征矢量構成一個特征對，由它來刻畫相應模態(tài)運動的時空動態(tài)特性。 固有振動是系統(tǒng)的總體特性，當系統(tǒng)作這種振動時，系統(tǒng)具有一定的形態(tài)，稱為振型。這些振型所發(fā)生的頻率稱為固有頻率（自然頻率）。,1. 本課程研究對象與任務 (What),模態(tài),緒 論,模態(tài)分析，就是利用彈性系統(tǒng)作固有振動時的特性，確定它的動力學特性。 模態(tài)分析方法是以結構無阻尼時的振型所對應的廣義坐標（主坐標）來代替物理坐標，并利用各階模態(tài)振型正交性條件把微分方程解耦，使一組耦合的微分方程組，變?yōu)橐唤M非耦合的“獨立微分方程”組。 模態(tài)綜合，把一個復雜結構分解為若干個較簡單的子結構，對于這些

3、子結構，較易找到它們的真實模態(tài)和假設模態(tài)。然后根據(jù)在對接面上保持力、位移協(xié)調條件，將這些子結構裝配成總體結構。這樣就可以用各個子結構的真實或假設模態(tài)來綜合總體結構的近似振動模態(tài)。,1. 本課程研究對象與任務 (What),2. 學習模態(tài)分析技術的意義 (Why),緒 論,模態(tài)分析技術在很多工程技術領域（機械，動力，建筑，化工，電氣工程，航空航天等）中有著廣泛的應用。 20世紀以前，推動近代科學技術與社會進步的蒸汽機、內燃機、鐵路、橋梁、船舶、兵器等，都是在力學知識的累積、應用和完善的基礎上逐漸形成和發(fā)展起來的。 20世紀產生的諸多高新技術，如高層建筑、大跨度懸索橋、海洋平臺、精密儀器、航空航天

4、器、機器人、高速列車以及大型水利工程等需要用到本門技術。 要解決工程實際問題，一般都需要將各種相關技術綜合起來使用。,2. 學習模態(tài)分析技術的意義 (Why),緒 論,澳 門 橋, 高層建筑與大型橋梁, 工程與模態(tài)分析技術,緒 論, 高層建筑與大型橋梁, 工程與模態(tài)分析技術,緒 論,1940年美國塔可馬吊橋（Tacoma）,40人死亡； 14人受傷； 直接經濟損失600多萬元。,1999年1月4日，我國某市的一座大橋發(fā)生垮塌，造成：, 工程與模態(tài)分析技術,緒 論,垮塌前的大橋, 工程與模態(tài)分析技術,緒 論,垮塌后的大橋, 工程與模態(tài)分析技術,緒 論, 工程與模態(tài)分析技術,緒 論, 工程與模態(tài)分析技術,緒 論,我國的 長征火箭家族, 工程與模態(tài)分析技術,緒 論,和平號空間站, 工