[发明专利]一种用于柔性结构的模态测试装置及模态测试方法

权利要求书

1.一种用于柔性结构的模态测试装置，其特征在于，包括：

激振器（1），所述激振器（1）具有输出轴，用于提供轴向的激励力，其中，所述激振器（1）固定设置在试验区域内的水平地面上，其输出轴沿竖直方向设置；

连杆（2），所述连杆（2）沿竖直方向设置，其底端固定连接至所述激振器（1）输出轴的顶端；

力传感器（4），所述力传感器（4）的底部通过球头铰装置（3）连接至所述连杆（2）的顶端；

呈柔性板状的试验件（5），所述试验件（5）的上下表面与所述水平地面平行，其一端端部与试验区域内一固定点进行固定，其远离所述固定点的一端的底面抵靠至所述力传感器（4）的顶部，其中，所述力传感器（4）用于对所述试验件（5）上实际的激励力进行测量；

加速度传感器，所述加速度传感器设置在所述试验件（5）上，用于测试所述试验件（5）的响应信号。

2.根据权利要求1所述的用于柔性结构的模态测试装置，其特征在于，所述球头铰装置（3）包括：

球头（31），所述球头（31）固定连接至所述连杆（2）的顶端，所述球头（31）直径大于所述连杆（2）直径；

下盖（33），所述下盖（33）中心处设置有连杆通孔，所述连杆（2）的顶端由下至上穿过所述连杆通孔后与所述球头（31）固定连接，其中，所述连杆通孔的直径大于所述连杆（2）的直径，小于所述球头（31）的直径；

上盖（32），所述上盖（32）适配扣合在所述下盖（33）顶部上，且相扣合的所述上盖（32）和下盖（33）之间成型有与所述球头（31）相适配的球形容纳腔，所述球头（31）转动设置在所述球形容纳腔中，另外，所述上盖（32）的顶部与所述力传感器（4）的底部固定连接。

3.根据权利要求2所述的用于柔性结构的模态测试装置，其特征在于，所述上盖（32）和下盖（33）呈圆盘状，其中

在所述上盖（32）的面向所述下盖（33）的一侧，凹陷设置有截面呈弧形的第一凹槽；

在所述下盖（33）的面向所述上盖（32）的一侧，凹陷设置有截面呈弧形的第二凹槽，且所述连杆通孔与所述第二凹槽连通；

所述第一凹槽与所述第二凹槽构成所述球形容纳腔。

4.根据权利要求3所述的用于柔性结构的模态测试装置，其特征在于，所述球头铰装置（3）还包括螺栓孔和相适配的螺栓（34），所述螺栓孔沿轴线方向开设在相扣合的所述上盖（32）和下盖（33）上，并通过螺栓（34）将所述上盖（32）和下盖（33）进行固定，其中，所述螺栓孔和螺栓（34）的数量为多个，沿着周向均匀分布在所述连杆通孔周围。

5.根据权利要求2所述的用于柔性结构的模态测试装置，其特征在于，所述上盖（32）的顶部中心位置设置有固定柱，所述固定柱开设有外螺纹，用于与所述力传感器（4）螺纹连接。

6.根据权利要求1所述的用于柔性结构的模态测试装置，其特征在于，所述激振器（1）通过固定架固定设置在试验区域内的水平地面上。

7.一种用于柔性结构的模态测试方法，采用如权利要求1-6任一项所述的用于柔性结构的模态测试装置，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、通过激振器（1）施加激励力；

步骤二、通过力传感器（4）对施加到试验件（5）上实际的激励力进行测量；

步骤三、通过加速度传感器测试所述试验件（5）的响应信号；

步骤四、根据步骤二得到的激励力和步骤三得到的响应信号，获取所述试验件（5）的频响函数；

步骤五、通过频响函数对试验件（5）的结构模态参数进行辨识，获得结构模态参数。

8.根据权利要求7所述的用于柔性结构的模态测试方法，其特征在于，所述结构模态参数包括频率、阻尼以及振型。