[发明专利]金属转盘高速旋转下的模态试验装置及模态试验方法

权利要求书

1.一种金属转盘高速旋转下的模态试验装置，其特征在于，包括：

模态控制采集器；

激光测振仪，所述激光测振仪与所述控制采集器电连接，并对转盘进行测振；

非接触激振器，所述非接触激振器与所述控制采集器电连接，并可对所述转盘施加激振力。

2.根据权利要求1所述的金属转盘高速旋转下的模态试验装置，其特征在于，所述激光测振仪为多个，所述多个激光测振仪测量所述转盘的不同部位。

3.根据权利要求1所述的金属转盘高速旋转下的模态试验装置，其特征在于，所述非接触激振器为多个，所述多个非接触激振器与所述转盘的不同位置相对应设置。

4.根据权利要求3所述的金属转盘高速旋转下的模态试验装置，其特征在于，所述模态试验装置还包括功率放大器，所述功率放大器设置在所述多个非接触激振器和所述模态控制采集器之间。

5.一种金属转盘高速旋转下的模态试验方法，其特征在于，所述模态试验方法采用权利要求1至4中任一项所述的模态试验装置，所述模态试验方法包括如下步骤：

确定激振参数和测量参数；

进行试验准备；

静止状态驻波模态测量；

转盘转动；

行波共振激励和响应测量；

试验系统撤收。

6.根据权利要求5所述的金属转盘高速旋转下的模态试验方法，其特征在于，所述确定激振参数和测量参数包括行波共振条件的实质是多点激振力的空间分布特性需与轮盘结构系统固有模态振型特性相吻合，因此要想激起纯净的最大的行波共振，除激振频率与固有频率相等外，激振点的选取，激振力幅值，相位还需要满足特定的配合关系。

7.根据权利要求5所述的金属转盘高速旋转下的模态试验方法，其特征在于，所述试验准备包括：

首先将测试转盘和转动系统安装于试验场地，然后将非接触式电磁激振器固定安装在转盘侧面，通过位置调节使激振器激振力输出点与规定的转盘激振点对应，距离间隔保持在0.6mm至1.5mm，根据转盘与激振器的尺寸综合协调至少保证2个激振器安装，然后将激振器上的激振控制电缆连接到功率放大器，功率放大器与模态控制采集系统连接；激振器安装后将多普勒激光测振仪安装在转盘前方区域，调节激光头位置和角度使激光点照射到转盘上预先规定好的测量点上，根据转盘前方区域与激光测振仪的尺寸综合协调至少保证2个测量点安装，激光测振仪安装后将测试电缆连接到模态控制采集系统，需要注意的是必须保证激光测振仪安装位置没有较大的基础振动；转动系统、激振系统和测量系统搭建完毕后进行全系统联合调试，保证各系统能够正常工作，互不干涉。

8.根据权利要求5所述的金属转盘高速旋转下的模态试验方法，其特征在于，所述静止状态驻波模态测量包括：

使转盘处于静止状态，打开激振系统和测量系统，首先采用一个激振器进行扫频激励，采用测量系统进行响应测量，通过分析振动响应数据获得初步驻波模态参数，提取模态频率和振型向量，根据振型向量设置各个激振力的相位和大小关系，进行驻波模态的多点调谐激励和测量，获取静止状态的驻波模态参数。

9.根据权利要求5所述的金属转盘高速旋转下的模态试验方法，其特征在于，所述转盘转动包括：

打开转动系统，使转盘按照预定转速开始旋转，或者设置不同的转速进行旋转，转速逐步升高的过程中检查转盘和非接触激振器之间是否有摩擦碰撞，如有立即停止转动，调节间距，通过迭代调试，最终使转盘能够按照既定转速顺利转动。

10.根据权利要求5所述的金属转盘高速旋转下的模态试验方法，其特征在于，所述行波共振激励和响应测量包括：

转盘转速稳定后打开非接触式电磁激振器，通过模态控制采集系统和功率放大器调节每个激振器输出激振力的相位关系和大小，一般将一个激振力相位调节为0，其他激振力根据模态振型的特征将相位调整为90度、270度；各个激振力大小根据激振点位置的模态振动大小进行等比例的调节和配比；施加扫频激励通过观察分析测量点的振动响应，以确定转盘是否达到共振；共振后进行定频激励采用多普勒激光测振仪测量各个测量点的振动响应，采样率和测量范围须满足分析模态频率的要求，保证测量数据的准确性；根据激振力和响应测量数据进行模态参数识别获得转盘在旋转状态下的行波模态。