试验模态分析--小白的纠结

问题

最近遇到一个棘手的问题：环境激励下试验模态分析、参数识别得到结果的自振频率、阻尼比及振型。

说实话这个不是我的研究课题。

目前我用有限元分析一个很简单的轻质人行桥，进行建模需要与实测结构的频率进行对比，并且在有限元模型输入结构阻尼比信息。

前期课题组现场测试：采用环境激励法，设置呢1个参考点，11个移动测点，测试得到了结构的加速度响应时程数据。

测试软件自带的有模态分析功能，从软件说明书可以看到，软件模态分析采用的是峰值提取法获得结构频率，半功率带宽法获得结构阻尼比，振型是通过传递函数得到。

但是这个软件分析得到的阻尼比不可靠（没办法，也无力吐槽），第一阶阻尼比2%以下，第二阶阻尼比竟然是25%，说明有问题了。

• 原因1：
  峰值提取法，对于简单结构，系数模态，提取频率是可以的。但是阻尼比通常不可靠。
• 原因2：
  软件是黑箱子，具体操作，我本人也不懂。

我的处理

由于对这块知识不懂，看了一些书了解了基本概念和方法，我确实不愿意深究，太浪费时间和精力了，没必要。

对于模态测试，最重要的是测试数据的质量：测试仪器、测试环境、测点布置、采样频率、采样时间等。

对于环境激励下的模态参数识别，常用方法有：

频域常用方法

• 峰值提取法（PP）和频域分解法(Frequency Domain Decomposition-FDD)
• 对于简单结构、稀疏模态，能有效提取频率。
• 阻尼比仍需其他方法：常用半功率带宽法、自由振动对数衰减法。

时域方法

参考《matlab在振动信号处理中的应用，王济》。
对于只有输出时程数据的环境激励，常用的方法有：

• （1）随机减量法--预处理方法

• 该方法是从实测时程数据中提取自由振动衰减曲线。

• （2）NExT（自然激励技术）--预处理方法

• 该方法是计算响应点和参考点的互相关函数。

• （3）ITD、STD、复指数法、ARMA法

• 这些都是利用上述产生的自由振动衰减曲线或者互相关函数进行参数识别，得到频率和阻尼信息。

• （4）SSI-呼声很高的方法

• 不懂。

我的处理

自己编写了PP法求频率，半功率带宽求阻尼比。但是振型求下来感觉不对。

从网上下载了FDD求频率，与PP法结果基本一致。

下载了王济的代码，但是结果感觉有问题，而且实际有11个测点，是取11个测点结果的平均值？

下载了SSI代码，但是不懂怎么用。

最终妥协了，采用最简单的方法解决问题。

频率：由于本结构简单，采用PP和FDD得到的频率是可靠的。

阻尼比：目前我只会编写半功率带宽求阻尼比，结果比较可靠的。自由振动对数衰减法，我尝试下，没用这个方法。

振型：第一阶、第三阶振型比较合理，第二、第四阶不合理，主要原因也是测点数少，测试数据质量不高。

浪费了很长时间看模态试验和识别的知识，还是一知半解的，先这样。
真希望有个行家教教我。