请教关于固有频率的测量

xyxiang1

请问各位高手，固有频率底怎样去测量呀？

问题：对一个系统来说是不是有固有频率，比如说一个电脑主机的结构，对于某一种材料是不是也应该有它的固有频率，不同的材料应该它的固有频率是不一样的，这个固有频率要怎么去测呢？
我目前所能理解的是：
我是用找共振点方法去做的，我用一台电磁振动台，用扫频振动或随机振动来激励，然后量测待测物上的加速度的讯号，看量测回来的波形会不会有一个很大的峰值，从而确定它的共振频率点。并且认为这个频率就是待测物的固有频率，因为共振的定义就是当激励的频率等于待测物的固有频率时产生共振。

问题是：1。对于一个结构，如果你的量测加速规放的位置不同，量测的信号就会不一样从而判断的共振频率也不一样。
            2。对于某一个材料，固定也是个问题，不知道怎么测。




也不知道有没有这种说法，请高手指教！谢谢！

[ 本帖最后由 xinyuxf 于 2007-10-2 15:05 编辑 ]

hcharlie

我理解固有频率是指结构的而不是指材料的。
测量点不同，影响模态的响应，而不影响共振频率的测量判断。但如果测量点选在某个模态的节点附近，则该模态的响应就会很小而容易漏过。所以布置多个测量点可以防止模态的遗漏。

szdlliuzm

一个物体如果是个刚体, 如一块金属, 一块石头, 那这个物体的的各个部分的固有频率是相同的, 而电脑主机结构是由不同的零部件组合起来的, 因此各个部分的固有频率是会不同的, 由于各个部分的相对质量不大, 即使各个部件在共振了, 但是对的整机的振动影响不大.
另外可以去看看为什么要做随机振动, 就是随机对设备能激发起各个部件同时产生共振, 能暴露正弦所不能暴露的问题.
如果要测电脑整机的共振频率, 一个方法就是用一个传感器,不要在产品上安装测量点, 对台面或夹具的控制点进行分析来找整机的共振点.

mjhzhjg

固有频率的测量是通过模态实验，不是正弦或随机试验，你布置的点只能测到只能局部的响应大小，不是它的固有频率，现在一般通过有限元计算，再通过模态实验验证

szdlliuzm

请教院长： 一个鼠标的固有频率怎么测

欧阳中华

.
    系统固有频率与响应是有差别的。

    系统以某阶模态振动时，系统处处振动频率均为对应的模态频率（常称固有频率），系统处处振动强度之比称为模态振型。

    固有频率的测量有很多种方法，常见的单频激励和敲击，那么测量分析起来还是有差异... .

    系统响应一定与系统特征有关系，同时也与激励特性有关系，就响应频率而言，系统响应频率取决与激励频率，如果激励频率为单频，系统上处处响应频率也一定与这个激励频率相等，不会出现其他频率成分的；但如果激励是个谱，频率成分比较丰富，那么系统响应也一定是谱，只是，系统响应取决激励特征和系统固有特征，所以在频率丰富的谱激励下，系统处处的响应会有差别，以为系统对不同频率在不同出的特征是不一样的.. ..

    mjhzhjg说的概念说得清楚.. ..

lishimin

鄙人认为：
１　对于某一结构件，测量的固有频率跟传感器固定位置有关，如果想要测出结构件的固有频率，应该把传感器固定在代表结构件模态的位置．
２　每种材料的密度＼刚性＼阻尼＼弹性模量不同，同样形状不同材料部件的固有频率也就不同了，单纯说某一材料而不考虑其结构，谈固有频率毫无意义，就像没有规定体积而去比较两种物质的质量一样．
望高手指点～

欧阳中华

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   不同位置摆放传感器只是影响是否能测量出固有频率，而不会测出不同的固有频率，在模态振型位移比较大的波峰或波谷出，用线位移传感器可以得到较大的输出量，反应明显.. .

lishimin

楼上说的对,可能是我没表达清楚~不同位置摆放传感器测量出的频率会有所不同,但存在哪一个更接近试件真实固有频率的问题.
谢谢指点~

wanyeqing2003

原帖由 xyxiang1 于 2007-9-27 13:41 发表
请问各位高手，固有频率底怎样去测量呀？

问题：对一个系统来说是不是有固有频率，比如说一个电脑主机的结构，对于某一种材料是不是也应该有它的固有频率，不同的材料应该它的固有频率是不一样的，这个固有频 ...

1、对于连续结构有无限个自由度，也就是说有无限个固有频率。而测量位置的不同不应该改变结构的固有频率，除非测量元件重量较大，引起了结构特性的变化。
2、加速度计有多种安装方式，如粘接，磁性底座，以及螺栓连接等。

郝工

测固有频率根本就没这么复杂，但一定要理解固有频率的概念，“固有频率”，顾名思义就是物体的固有的特征频率，它只和结构的材料、几何特征、边界条件等有关，而与怎么测或测什么点无关，只是测试方法不同、测点位置不同，可能得到错误的或误差较大的结果而已。具体测量方法可分为如下几种：
一、.频响函数法：
最简便宜行，结果也最直观，精度也最高。具体方法：
1.确定边界条件：一般选自由边界条件（橡皮绳悬挂或放在软海绵上）或真实工况边界条件。
2.结构上固定质量较小的传感器，越小越好，避免附加质量的影响，必要时选择非接触式测量。
3.对结构施加可测量的激励（如力锺或激振器），最好为宽频激励（脉冲或随机）。
4.得到响应和激励的频响函数，其上的峰值基本包含结构的各阶固有频率。
5.必要时调整分析频宽，确保能得到所有感兴趣的各阶固有频率。
6.改变测量点和激励点，重复试验多次，既可验证测量结果，又能找回因节点而遗漏的模态

郝工

二、振动台法：
这种方法边界条件很难确定，所以测试结果可能和真实结果有一定的误差，具体方法：
1.将试件固定在振动台上，试件上固定传感器（不能用非接触式测量，无法选参考点）。
2。控制振动台以随机振动，
3.将测量值和振动台台面振动值做传递率分析
4.传递率曲线上的峰值即为结构有固有频率
5.改变测点位置，重复多次，验证测量结果。

郝工

只列了两种方法，其实有更多种的方法都可以测得结构的固有频率，如自功率谱法，李沙育图法等，但本人郑重推荐上面第一种方法，而且强烈建议多改变测点和激励点重复验证，因为：
1.对部分特殊结构，某次测量得到的可能只是结构的局部模态，不能代表结构总体的动力特性。
2.如激励点或测量点恰巧位于结构某阶模态振型的节点上，则本次测量该阶模态将被遗漏，不能得到结构全部的固有频率
如有不对之处，请各位指正

郝工

对了，得到频响曲线后，最好在虚频曲线上读频率，这样误差较小，还有，如能用速度传感器最好，只有速度响应的模态频率才严格等于系统固有频率，呵呵

xyxiang1

谢谢各位的回复，让我对固有频率有了新的了解，虽然还不是很懂，但是也有了一些认识。我最近也在找一些相关的书籍，希望能够恶补一下。

谢谢！