2 實驗模態(tài)分析

實驗模態(tài)分析是若干工程學科的綜合，它通過建立試驗“裝置”、估計頻響函數(shù)、系統(tǒng)識別、識別結(jié)果驗證4 個步驟得到系統(tǒng)的模態(tài)參數(shù)：固有頻率、振型、模態(tài)阻尼等。實驗模態(tài)分析的結(jié)果經(jīng)常被用來檢驗有限元分析模型的有效性和正確性。為了檢驗本文所建立的對象PCB 組件的有限元分析模型的有效性和模態(tài)分析結(jié)果的正確性，對該PCB 組件進行了實驗模態(tài)分析。

2.1 實驗模態(tài)分析系統(tǒng)

本文采用的模態(tài)試驗系統(tǒng)由激振器、力傳感器、夾具、試驗對象、激光測振儀(IVS200)、動態(tài)信號分析儀(DP730)、數(shù)據(jù)采集記錄軟件(SignalCalc730)/模態(tài)分析軟件(ME’Scope V4)及PC 構(gòu)成，如圖6 所示。

圖6 試驗模態(tài)分析系統(tǒng)的構(gòu)成

為了使得實驗模態(tài)分析中對象PCB 組件的邊界條件與有限元模態(tài)分析中的邊界條件一致，將對象PCB 組件通過4 個15mm 高的壓鉚螺母柱用螺釘固定在夾具板上。具體如圖7 所示。實驗過程采用正弦掃頻激勵試驗對象，通過激光測振儀來采激PCB 組件的響應，有動態(tài)信號分析儀和數(shù)據(jù)處理軟件來計算PCB 組件上各點的頻率響應函數(shù)(FRF)，最后利用模態(tài)分析軟件從中辨識系統(tǒng)的模態(tài)參數(shù)。

圖7 對象PCB 組件在夾具上的安裝

2.2 實驗模態(tài)分析結(jié)果

選取對象PCB 組件上距離相等的若干個點，通過逐點掃描的方式獲得各點的頻率響應函數(shù)(FRF)，進而辨識出PCB 組件的模態(tài)參數(shù)。具體辨識結(jié)果列在表3 中。

表3 實驗模態(tài)分析結(jié)果

圖8 PCB 組件第1 階振型(EMA)

圖9 PCB 組件第2 階振型(EMA)

圖10 PCB 組件第3 階振型(EMA)