谐响应分析中,阻尼比的确定是关键问题,工程中阻尼比经常是估计值,导致分析结果跟实际不符。阻尼对模态频率的影响很小,阻尼的主要作用是压低共振处的幅值,如果阻尼取为0的话,共振处的峰值会相当大,理论上是无穷大。目前阻尼问题研究的不是很透彻,并没有很多的理论支持,本文通过试验测试的方法得到板结构的阻尼比,并进行谐响应分析,最后通过振动试验验证了该阻尼测试方法的准确性。
阻尼比试验测试

1. 测试原理
自由振动衰减信号的包络线法是一种常用的测量结构阻尼特性的方法。以单自由度为例,说明自由振动的衰减信号的包络线辨识结构阻尼比的原理。有阻尼单自由度系统衰减响应可表达为:

式中,C 为振幅,ωn 为固有频率,φ 为相位角,ξ 为系统阻尼比。可知,单自由度振动的位移衰减信号的包络线方程为:

有阻尼单自由度系统衰减响应为位移响应,由于传感器的类型不同,可能获得速度或加速度的时域衰减响应信号。速度及加速度响应表达式:


上式与有阻尼单自由度系统衰减响应公式具有相同的数学模型结构,单自由度振动的加速度响应曲线也具有同位移响应曲线相同的包络线,其衰减响应曲线见下图。