大阻尼液压振动台基础模态测试

测试概况

        近年，国内引进或者自行生产的液压振动台逐渐增多，由于使用新型激振器，使得振动台的频带宽、激振力大、振动强烈，因此需利用地基的阻尼比来控制共振，降低振动台振动对周围环境的影响，充分发挥振动台基础地基的减振作用。

        通过基础地基的模态测试，得到其模态参数（频率、阻尼比和振型），为振动台基础地基的动力学分析提供试验依据；同时，为振动台基础地基的设计修改提供参考。另一方面，由于其质量和阻尼比都非常大，其模态测试存在较大的困难，此次测试为大阻尼结构的模态测试提供新的试验案例。
 

技术难点

2.1、超大阻尼结构

        待测振动台基础地基一阶设计阻尼比超过70%，属于超大型阻尼结构,其频响函数曲线的幅值无明显主峰，各阶模态之间无明显的波峰和波谷。

解决方法：

        采用多输入多输出MIMO模态试验方法，可通过复模态指示函数CMIF或多变量指示函数MMIF显示模态频率所在的位置。

2.2、液压振动台基础质量大，难以激励

        振动台基础质量较大（约1400吨），位于室内，脉动法难以激励，且普通的力锤激励方法很难对其激励，需要采取合适的激励方式获得激励和响应信号，从而准确的测出其阻尼；

解决方法：

        特制高弹性聚能力锤+多块配重块方式进行激励，变时基方式进行采样，既保证了良好的低频特性，也提供了足够的激励能量。

2.3、超大阻尼结构的模态拟合方法
       
        阻尼大于30%时，频响函数曲线无主峰；待测振动台基础阻尼大于70%，频响函数曲线近于直线，采用何种方法进行模态拟合方法成为一个技术难点；

解决方法：

        采用多种模态拟合方法（ERA、PolyIIR、PolyLSCF等）进行计算，并结合构造单自由度纯模态参数精确识别算法进行分析，得到较好的试验结果。

测试系统

图1    测试系统连接图

部分模态分析结果

        通过对其进行模态测试，得到了其垂直方向的前4阶模态和水平方向模态，其垂直方向模态结果如图2所示。
 

（a）上下沉浮
 

（b）左右侧翻

（c）前后点头

（d）一阶弹性体
 

图2 大阻尼振动台基础模态测试结果