1. 实验室定位

结构模态实验室是专注于结构动力学特性测试与分析的专业实验平台，通过实验模态分析（EMA）和运行模态分析（OMA）技术，获取结构的固有频率、阻尼比和振型等关键动力学参数，为结构动力学建模、振动故障诊断和NVH性能优化提供数据支撑。

2. 核心研究方向

2.1 实验模态分析（EMA）

• 激励方式：

• 力锤激励：瞬态激励，适用于简单结构

• 激振器激励：稳态正弦扫频/随机激励，适合复杂结构

• 参数识别：

• 频域法：峰值拾取、最小二乘复频域（LSCF）

• 时域法：随机子空间识别（SSI）、特征系统实现算法（ERA）

2.2 运行模态分析（OMA）

• 环境激励法：

• 自然激励（风、水流等）

• 工作工况激励（运行状态下的振动响应）

• 数据处理：

• 随机减量法（RDT）

• 频域分解法（FDD）

2.3 非线性模态分析

• 非线性特性识别：

• 幅值依赖性分析

• 谐波平衡法

• 测试方法：

• 多级激励测试

• 非线性时间序列分析

3. 关键实验设备

3.1 激励系统

• 力锤（PCB 086C03，量程0-5000N）

• 电磁激振器（LDS V455，推力450N）

• 多轴振动台（最大载荷1吨）

3.2 测量系统

• 加速度传感器（PCB 352C33，频响0.5-10kHz）

• 激光测振仪（Polytec PSV-500，非接触式）

• 动态信号分析仪（Siemens SCADAS）

3.3 辅助设备

• 模态分析软件（LMS Test.Lab，ME'scope）

• 光学标记系统（用于大尺度结构测点定位）

4. 特色测试方法

4.1 多参考点测试（MRIT）

• 提高密集模态识别精度

• 减少测试次数

4.2 工作变形分析（ODS）

• 实时监测结构在工作状态下的振动形态

• 结合模态分析结果进行故障诊断

4.3 边界条件模拟

• 自由-自由边界（弹性悬挂）

• 约束边界（专用夹具设计）

5. 典型分析流程

1. 测点规划：

• 基于几何模型布置传感器

• 考虑模态置信准则（MAC）

2. 数据采集：

• 频响函数（FRF）测量

• 相干函数检查（>0.9）

3. 模态参数识别：

• 自动模态提取

• 模态验证（MAC矩阵）

4. 结果应用：

• 有限元模型修正

• 结构动力学优化

6. 技术优势

• 高精度测试：频率分辨率可达0.01Hz

• 复杂结构处理能力：支持超大型结构分段测试

• 多学科交叉：结合声学、热力学等多物理场分析

7. 应用领域

• 航空航天（飞机模态试验）

• 汽车工程（白车身模态分析）

• 土木工程（桥梁健康监测）

• 机械制造（旋转机械故障诊断）

结构模态实验室通过系统的模态测试与分析，为结构动力学研究提供可靠的实验数据，是连接理论仿真与实际工程的重要桥梁。实验室持续发展新型测试技术和分析方法，推动结构动力学研究从线性向非线性、从实验室向工作工况的拓展。