某直升机桨叶模态测试案例

测试概况

        直升机是一种有一个或多个旋转的旋翼提供向上升力和推进力而进行飞行的航空器。具有大多数固定翼航空器所不具备的垂直升降、悬停、小速度向前或向后飞行的特点。

        旋翼是直升机等旋翼航空器的主要升力部件，旋翼激振力随飞行速度的增大而显著增大，在速度很大时，往往是振动限制了直升机的最大速度，使发动机的功率得不到充分的发挥。到目前为止，直升机的研究之所以落后于固定翼飞机，很大程度上是对直升机旋翼的动力学和流场的认识不够充分。因此，对旋翼进行动力学测试对提升直升机性能具有决定性影响。

        对直升机桨叶进行模态测试，拟得到其模态参数（频率、阻尼和振型），为其动力学分析提供指导，待测直升机桨叶如图1所示。

测试设备

        试验中所用测试仪器主要有：INV 3020C 24位CPCI式数据采集仪；MSC-3 中型试验力锤；INV 9832A 三轴向加速度传感器

        试验中所用测试软件主要有：DASP-V10 数据采集分析处理软件；DASP-MAS模态测试分析软件

模态试验数据分析

        模态分析时，采用时域算法特征系统实现算法ERA、频域法PolyLSCF以及东方所独创的算法PolyIIR进行模态拟合，通过多种算法的对比可使模态参数识别的精度大大提高，图2及图3为使用PolyIIR方法就行拟合时的稳定图。除稳定图外，还提供多种指示函数以指明模态所在位置，下图中的曲线分别为复模态指示函数（CMIF）和多变量指示函数（MMIF）

        DASP软件还提供多种工具对拟合结果进行校验，以判断拟合的准确性，如振型相关矩阵校验（包含模态置信准则、模态参与、模态复杂性等）及拟合结果比较，下图为实测频响函数与拟合频响函数的对比，通过对比可以看出拟合频响去实测频响一致，说明拟合结果的准确性。

试验模态分析结果

        通过对该结构进行模态测试，得到了其前十一阶模态，图4至图6为对应的振型。