通过锤击法求解 质量【m】与弹性【k】的问题

luckyrhkr

目的：通过锤击法求解 质量【m】与弹性【k】
试验的对象为一截铁片。

如下图所示伸出的铁片部分的尺寸为165.7*25*3 大约重量为94.75克




问题1：铁片（悬臂梁）的重量约为94.7克，如图中的设置进行锤击试验后，通过分析计算出的模态质量与理论重量（94.7克）是什么样的关系。如果是一阶模态分析的话，计算出来的重量是不是应该与理论重量非常接近？
问题2：单位换算问题。 试验得出的数据是由加速度传感器测得的，此时y轴数据单位为m/s^2/N,为了换算成位移单位m/N 我做了积分运算；试验的数据中x轴的数据单位为频率Hz，但是计算公式中的wr是角频率,所以也需要换算。以上的单位换算是否正确？
问题3：最后结果的数值大小感觉完全是错误的，还有单位。由于试验的内容过多，实在不知道那里有问题，应该从那里修改。 下面列有我的详细试验和计算的过程， 希望有相关经验的热心朋友帮忙给分析分析。

详细试验过程
1. 使用B&K公司的PULSE进行锤击试验，得到下面的数据结果（FRF分析结果，上传至附件中名为data的excel文件中）




2. 通过半功率法求解阻尼比
这时有个小问题，求一阶模态的话，应该是针对第一个峰值求解的吧？下面列出了会对第一个峰值的分析过程。
通过试验数据结果可以得知：
fn=71.19 [Hz]
Q=78.15 [m/s2]
根据半功率法求得w1=70.06Hz; w2=71.34Hz
通过下列公式可以分别求出阻尼比，弹性，质量
Damping Ratio
ζ=(ω_2+ω_1 )(ω_2-ω_1 )/(〖4ω〗_r^2 )
3. 通过公式求解 m k
Stiffness
k=1/2ζQ
Mass
m=k/ω_r
但是计算过程中出现了2单位换算个问题。第一个问题是试验的数据是通过加速度传感器测得的，此时y轴数据单位为m/s^2/N,为了换算成位移单位m/N 我做了积分运算；第二个问题是试验的数据中的x轴，x轴的数据结束为频率Hz，但是计算公式中的wr是角频率,所以也需要换算。
4. Matlab 程序

在matlab中编写了全部的计算过程及单位换算过程。 clc clear format long % p0 peak point format long p0x=71.19; %p0x=fn p0y=78.15; %p06=Q=Qmax=Ymax % p1 p2 - left w1 p1x=71.06; p1y=54.9; p2x=71.13; p2y=72.82; % p3 p4 - right w2 p3x=71.31; p3y=60.43; p4x=71.38; p4y=50.31; w=2*pi*p0x; %wn=2*pi*fn Qdb3=p0y/sqrt(2); %Half-point y axis value w1x=(p2x-p1x)/(p2y-p1y)*(Qdb3-p1y)+p1x; w2x=(p4x-p3x)*(p3y-Qdb3)/(p3y-p4y)+p3x; zeta=(w2x+w1x)*(w2x-w1x)/(p0x^2)/4; %Damping Ratio % zeta1=(w2x-w1x)/(2*p0x); k=1/(2*zeta*(p0y/(w^2))); %Stiffness m=k/(w^2);  %Mass c=2*zeta*sqrt(m*k); %Damping 针对第一个峰值的结果为 m= 3.2【kg】 k= 6.408422238143571e+005【N/m】

vcb456

你这个算出来的不是M，而是振动中的等效质量，个人的看法，不知道对不对

freedomfly2046

用频率和频响函数可以计算得出K刚度的

luckyrhkr

vcb456 发表于 2014-9-3 18:51
你这个算出来的不是M，而是振动中的等效质量，个人的看法，不知道对不对

对求得就是等效质量。 w^2=k/m 这里的k和m 都应该是等效