实验模态分析的理论基础（模态参数估计）

作者介绍  力学硕士，有七年的结构有限元分析经验和四年NVH经验。微信  leslie_wj 

1 实验模态分析的四个假设：

01 线性假设：结构动力特性是线性的。

02 时不变假设：结构的动力特性不随时间改变。

03 互异性假设：输入和输出互换，结果相同。

04 可测量假设：需要的数据都是可以测量的。

笔者认为，有没有这四种假设，模态实验交代下来了，还是得做。

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2 实验模态分析的模态参数估计方法。

01 参数拟合可分为时域法和频域法。时域法适合小阻尼系统，频域法可用于大阻尼系统。测试数据质量不高，可以尝试时域法。

02 参数拟合可分为多自由度法和单自由度法。单自由度法在关心频带内只识别出一阶模态。

03 参数拟合可分为整体法和局部法两类。整体法用所有的测试数据拟合出极点，局部法用每一个测试数据单独拟合出极点。

3 模态指示工具

在实际的模态实验中，搭建测试系统和采集测试数据，固然是非常重要的两步，但这两个步骤，可以不涉及理论，也能做好要做的。实验模态分析的第三步，识别系统的极点，要掌握好这一步就没那么简单了。在这一步中，一般软件都会提供模态指示工具，笔者将这些指示工具分为两类：

01模态指示函数：MMIF; NMIF; CMIF; PMIF；每个函数都有不同的计算方法，一般一组数据会算出一个指示函数，而不是每一个数据。

02稳态图：极其常见和重要的指示工具。该工具的基本原理是，不断的增加拟合多项式的阶数，对比当前阶拟合和前一阶拟合的差别，根据软件或者分析者设置的差别等级进行评级，分为模态参数稳定，模态频率稳定，模态向量稳定，模态频率和模态阻尼稳定四个级别。顾名思义，稳态图，就是随着拟合阶数的增加，模态参数进入稳态的表现。

4 笔者建议

01 测试系统硬件好，测试才好。靠钱。

02 测试布点合理，操作合规，测试才好。靠操作者的经验和理论。

03 测试软件算法好，分析才会好。靠钱。

04 测试人员对软件算法有足够了解，分析才能做好。靠操作者的理论和经验。