[转帖]模态分析的现状及发展趋势

aspen

转自：中国振动工程学会模态分析与试验专业委员会主页


模态分析与参数辨识作为结构动力学中的一种逆问题分析方法并在工程实践中应用是从60年代中、后期开始，至今已有近四十年的历史了。这一技术首先在航空、宇航及汽车工业中开始发展。由于电子技术、信号处理技术与设备的发展，到80年代末这项技术已成为工程中解决结构动态性能分析、振动与噪声控制、故障诊断等问题的重要工具。目前这一技术已渐趋成熟。在我国，由于"文化大革命"的影响，对这一技术的研究起步比国外落后了整整十年。70年代中期在我国只有极少数学者在这方面进行一些探索。到70年代后期，模态分析（当时称机械阻抗）这一概念才逐步被我国科技界所了解。"文革"结束后，在这一领域中的研究如雨后春笋般地展开。经过二十余年的急起直追，到目前为止模态分析技术已在我国各个工程领域中广泛应用，成为一种解决工程问题的重要手段。在这二十余年的发展中，模态分析与试验学会所组织的全国性的学术交流活动起着重要作用。第一届学术交流会（当时称机械阻抗与参数识别）是1978年在西安召开的，虽然参加的人数较少，但这是一次介绍新技术的学习会议，它对促进我国模态分析的发展起着重要作用。此后1980、1982、1985、1988、1991、1995、1998、1999、2002年分别在长沙、郑州、上海、大庸、武夷山、山东、山西、广东、北京召开了第二、三、四、五、六、七、八、九、十届全国模态分析与试验学术交流会。这几次会议对模态分析的研究工作起着重要作用。1985年第四届全国会议上成立了中国模态分析与试验研究会，这一全国性学术组织的成立大大促进了模态分析技术在我国的发展，并对中国振动工程学会的成立起到促进作用。1986年中国振动工程学会正式成立后，模态分析与试验研究会并入中国振动工程学会作为它的一个下属专业分会，并正式改名为中国振动工程学会模态分析与试验专业委员会。2002年4月经民主选举，产生了第四届专业委员会及常务委员会，在新形势下组织、指导有关学术研究工作。同年12月在北京召开了第十届学术会议，与会代表宣读的论文大部分涉及模态分析理论在工程中的应用，鉴于我国国民经济新形势与新发展，会议决定加强模态分析技术在工程中的应用将是今后、特别是近期内主要方向。
　　尽管我国在模态分析领域里的研究工作起步较晚，但二十余年来的发展还是十分迅速。在理论与方法的研究上我国目前已接近国际先进水平，从历届国际模态分析会议（IMAC）上所发表的论文数量来看，我国已进入"大国"的行列，在工程应用方面模态分析已渗透到我国各个工程领域，并取得了不少成就。例如，某型火箭全装置的实物模态试验保证了火箭的准确发射与导航，防止了发射的失败；模态分析与参数识别技术曾被成功地用于解决某型航空发动机的严重振动故障，取得重大经济及社会效益；某型鱼雷全装置实物水下模态试验为鱼雷的振动与噪声控制确保导航性能提供了技术依据；远东第一高塔的上海东方明珠电视塔的振动模态试验，为高塔的抗风抗地震安全性设计提供了技术依据；目前世界上跨度第一的斜拉索杨浦大桥的振动试验对大桥抗风振动的安全性分析与故障诊断提供了技术依据；建立在模态分析技术上的桩基断裂检测技术已在高层建筑施工中广泛应用，提高了桩基的质量，确保高层建筑的安全；……等等，这些成就不胜枚举。总之，二十余年的发展是迅速的，成就是显著的，回顾这一发展过程和取得的成就，可更激励我们朝着新的目标奋发前进。
　　模态分析技术发展到今天已趋成熟，特别是线性模态理论方面的研究已日臻完善，但在工程应用方面还有不少工作可做。首先是如何提高模态分析的精度，扩大应用范围。增加模态分析的信息量是提高分析精度的关键，单靠增加传感器的测点数目很难实现，目前提出的一种激光扫描方法是大大增加测点数的有效办法，测点数目的增加随之而来的是增大数据采集与分析系统的容量及提高分析处理速度，在测试方法、数据采集与分析方面还有不少研究工作可做。对复杂结构空间模态的测量分析、频响函数的耦合、高频模态检测、抗噪声干扰……等等方面的研究尚需进一步开展。模态分析当前的一个重要发展趋势是由线性向非线性问题方向发展。非线性模态的概念早在1960年就由Rosenberg提出，虽有不少学者对非线性模态理论进行了研究，但由于非线性问题本身的复杂性及当时工程实践中的非线性问题并示引起重视，非线性模态分析的发展受到限制。近年来在工程中的非线性问题日益突出，因此非线性模态分析亦日益受到人们的重视。最近已逐步形成了所谓非线性模态动力学。关于非线性模态的正交性、解耦性、稳定性、模态的分叉、渗透等问题是当前研究的重点。在非线性建模理论与参数辨识方面的研究工作亦是当今研究的热点。非线性系统物理参数的识别、载荷识别方面的研究亦已开始。展望未来，模态分析与试验技术仍将以新的速度，新的内容向前发展。

中国振动工程学会模态分析与试验专业委员会
名誉主任傅志方
主任华宏星

xiven2008

[em01]

kidjxl1982

分析很透彻啊，只是国内的企业好像做模态分析的不多啊，是不是现在在研究所做的比较多？

[此贴子已经被作者于2006-2-26 17:19:11编辑过]

biyvfhp

恩，提高了一些认识[em03]

ForCan2008

校长，不知能不能提供该文的网址，谢谢！

happyman

上海交大振动冲击与噪声国家重点实验室网站上有连接^_^

snort

mjhzhjg

作对工程结构做模态分析要时间啊，有时候时间不允许，难啊

ForCan2008

我看到了，谢谢校长。

yang95478

这样的帖子越多越好，可以让我们及时了解本学科的前沿动态！

ForCan2008

好像已经发过了吧，我记得看过。

LYL

谢谢！