1、,課程簡(jiǎn)介,模態(tài)分析與應(yīng)用技術(shù),課程題目：,1.曹樹謙，張文德，蕭龍翔，振動(dòng)結(jié)構(gòu)模態(tài)分析理論、實(shí)驗(yàn)與應(yīng)用，天津大學(xué)出版社，2002 2.諸德超，邢譽(yù)峰，工程振動(dòng)基礎(chǔ)，北京航空航天大學(xué)出版社，2004,主要參考文獻(xiàn)：,振動(dòng)系統(tǒng)的建模理論,課程主要涉及內(nèi)容：,簡(jiǎn)單系統(tǒng)分析理論,模態(tài)分析技術(shù),信號(hào)測(cè)試與分析,工程實(shí)例,課程完成形式,課堂教學(xué)：,總的課堂教學(xué)學(xué)時(shí)：20 從第2周第10周，每周一次課,實(shí)驗(yàn)教學(xué)：,1個(gè)大作業(yè) 需要做5個(gè)點(diǎn)左右的實(shí)驗(yàn)，分析可能需要花費(fèi)20多個(gè)點(diǎn)。占總成績(jī)的60%,緒 論,(主模態(tài)或固有振動(dòng)模態(tài))，是系統(tǒng)的一種固有屬性，由系統(tǒng)的特征值（也稱固有值，固有頻率，時(shí)間）和特征矢量（

2、也稱固有矢量，振型，空間）組成。 每個(gè)特征值與特征矢量構(gòu)成一個(gè)特征對(duì)，由它來(lái)刻畫相應(yīng)模態(tài)運(yùn)動(dòng)的時(shí)空動(dòng)態(tài)特性。 固有振動(dòng)是系統(tǒng)的總體特性，當(dāng)系統(tǒng)作這種振動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)具有一定的形態(tài)，稱為振型。這些振型所發(fā)生的頻率稱為固有頻率（自然頻率）。,1. 本課程研究對(duì)象與任務(wù) (What),模態(tài),緒 論,模態(tài)分析，就是利用彈性系統(tǒng)作固有振動(dòng)時(shí)的特性，確定它的動(dòng)力學(xué)特性。 模態(tài)分析方法是以結(jié)構(gòu)無(wú)阻尼時(shí)的振型所對(duì)應(yīng)的廣義坐標(biāo)（主坐標(biāo)）來(lái)代替物理坐標(biāo)，并利用各階模態(tài)振型正交性條件把微分方程解耦，使一組耦合的微分方程組，變?yōu)橐唤M非耦合的“獨(dú)立微分方程”組。 模態(tài)綜合，把一個(gè)復(fù)雜結(jié)構(gòu)分解為若干個(gè)較簡(jiǎn)單的子結(jié)構(gòu)，對(duì)于這些

3、子結(jié)構(gòu)，較易找到它們的真實(shí)模態(tài)和假設(shè)模態(tài)。然后根據(jù)在對(duì)接面上保持力、位移協(xié)調(diào)條件，將這些子結(jié)構(gòu)裝配成總體結(jié)構(gòu)。這樣就可以用各個(gè)子結(jié)構(gòu)的真實(shí)或假設(shè)模態(tài)來(lái)綜合總體結(jié)構(gòu)的近似振動(dòng)模態(tài)。,1. 本課程研究對(duì)象與任務(wù) (What),2. 學(xué)習(xí)模態(tài)分析技術(shù)的意義 (Why),緒 論,模態(tài)分析技術(shù)在很多工程技術(shù)領(lǐng)域（機(jī)械，動(dòng)力，建筑，化工，電氣工程，航空航天等）中有著廣泛的應(yīng)用。 20世紀(jì)以前，推動(dòng)近代科學(xué)技術(shù)與社會(huì)進(jìn)步的蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、鐵路、橋梁、船舶、兵器等，都是在力學(xué)知識(shí)的累積、應(yīng)用和完善的基礎(chǔ)上逐漸形成和發(fā)展起來(lái)的。 20世紀(jì)產(chǎn)生的諸多高新技術(shù)，如高層建筑、大跨度懸索橋、海洋平臺(tái)、精密儀器、航空航天

4、器、機(jī)器人、高速列車以及大型水利工程等需要用到本門技術(shù)。 要解決工程實(shí)際問題，一般都需要將各種相關(guān)技術(shù)綜合起來(lái)使用。,2. 學(xué)習(xí)模態(tài)分析技術(shù)的意義 (Why),緒 論,澳 門 橋, 高層建筑與大型橋梁, 工程與模態(tài)分析技術(shù),緒 論, 高層建筑與大型橋梁, 工程與模態(tài)分析技術(shù),緒 論,1940年美國(guó)塔可馬吊橋（Tacoma）,40人死亡； 14人受傷； 直接經(jīng)濟(jì)損失600多萬(wàn)元。,1999年1月4日，我國(guó)某市的一座大橋發(fā)生垮塌，造成：, 工程與模態(tài)分析技術(shù),緒 論,垮塌前的大橋, 工程與模態(tài)分析技術(shù),緒 論,垮塌后的大橋, 工程與模態(tài)分析技術(shù),緒 論, 工程與模態(tài)分析技術(shù),緒 論, 工程與模態(tài)分析技術(shù),緒 論,我國(guó)的 長(zhǎng)征火箭家族, 工程與模態(tài)分析技術(shù),緒 論,和平號(hào)空間站, 工