CN103698404B - 基于冲激响应法的阻尼材料损耗因子测量方法及测量装置 - Google Patents

基于冲激响应法的阻尼材料损耗因子测量方法及测量装置 Download PDF

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CN103698404B
CN103698404B CN201310728706.5A CN201310728706A CN103698404B CN 103698404 B CN103698404 B CN 103698404B CN 201310728706 A CN201310728706 A CN 201310728706A CN 103698404 B CN103698404 B CN 103698404B
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damping
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刘海生
陆晓兰
姚建琴
倪强
杨春庄
李文婷
王海玲
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同济大学
上海英波声学工程技术股份有限公司
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Abstract

本发明涉及一种基于冲激响应法的阻尼材料损耗因子测量方法及测量装置,测量方法包括以下步骤:1)信号发射模块向阻尼台上的被测试件发出激励信号;2)信号采集模块采集试件振动速度信号并将其发送给信号处理模块;3)信号处理模块对接收到的振动速度信号进行处理后得到试件的冲激响应和频响函数,以及阻尼材料损耗因子,并将结果发送给显示模块、存储及报表生成模块;4)显示模块显示冲激响应和频响函数曲线、阻尼材料损耗因子;5)存储及报表生成模块存储测量数据以及阻尼材料损耗因子计算结果,并生成测试报告;6)离线分析模块可调用已存储的数据进行深入分析。本发明具有数据采集处理分析一体化、精度高、速度快、再现性好等优点。

Description

基于冲激响应法的阻尼材料损耗因子测量方法及测量装置
技术领域
[0001] 本发明设及一种阻尼材料损耗因子测量技术,尤其是设及一种基于冲激响应法的 阻尼材料损耗因子测量方法及测量装置。
背景技术
[0002] 在噪声与振动控制工程应用领域中,阻尼涂层是抑制金属薄板振动的有效方法。 阻尼材料损耗因子是描述材料阻尼性能的重要参数,被广泛地应用于阻尼材料性能对比和 设备噪声预测中。传统的悬臂梁方法是直接在频域上逐个寻找前几阶振动速度共振峰的中 屯、频率和半功率带宽,人工计算阻尼材料损耗因子。该法的缺点是效率低,工作量大,人工 读取中屯、频率和半功率带宽容易引入误差,特别是当共振峰比较尖锐的时候。
发明内容
[0003] 本发明的目的就是为了克服上述现有技术的不足而提供的一种基于冲激响应法 的阻尼材料损耗因子测量方法及测量装置,其创新点在于从试件振动速度的时域信号和冲 激响应函数入手,通过快速傅里叶变换得到振动速度频响函数,在频域上直接找到所有振 动模态的共振峰曲线,及其对应的中屯、频率和半功率带宽,进而计算阻尼材料损耗因子。该 测量方法和装置具有精度高、速度快、再现性好的优点,测量数据的采集、处理、分析一体 化,自动化程度高。
[0004] 本发明的目的可W通过W下技术方案来实现:
[0005] -种基于冲激响应法的阻尼材料损耗因子测量方法,其特征在于,包括W下步骤:
[0006] 1)信号发射模块通过依次连接的数字信号生成单元、数模转换卡、功率放大器和 电磁换能器向阻尼台上的被测试件发出扫频、白噪声或多频正弦分量的激励信号,其中试 件包括金属基板和复合试件;
[0007] 2)信号采集模块通过依次连接的非接触式振动速度计、前置放大器、模数转换卡 和数字信号接收单元,依次采集金属基板和复合试件的振动速度信号并将其发送给信号处 理模块;
[000引3)信号处理模块对接收到的金属基板和复合试件的振动速度信号进行处理后得 到试件的振动速度冲激响应和频响函数,各阶共振峰的中屯、频率、半功率带宽、半功率带宽 与中屯、频率的比值,W及阻尼材料损耗因子,并将结果发送给显示模块、存储及报表生成模 块;
[0009] 4)显示模块显示试件振动速度信号曲线、冲激响应曲线、频响函数曲线、自动或手 动节选各阶共振峰曲线及其相应的阻尼材料损耗因子计算结果;
[0010] 5)存储及报表生成模块存储采集到的振动速度信号、冲激响应和频响函数、W及 阻尼材料损耗因子计算结果,并生成测试报告;
[0011] 6)离线分析模块可调用已存储的测量数据,进行深入分析。
[0012] 所述的信号处理模块对接收到的金属基板和复合试件的振动速度信号进行处理 后得到阻尼材料损耗因子,具体过程如下:
[0013] 301)将采集到的试件振动速度信号和数字激励信号互相关获得复合试件的振动 速度冲激响应;
[0014] 302)通过快速傅里叶变换将振动速度冲激响应变换到频域,获得试件的振动速度 频响函数;
[0015] 303)通过高斯加权曲线平滑法对所得到的振动速度频响函数曲线进行平滑化处 理,得到平滑后的振动速度频响曲线;
[0016] 304)在平滑后的振动速度频响曲线上寻找各阶共振峰的中屯、频率fi及半功率带 宽A fi,所述的半功率带宽Δ fi是中屯、频率幅值的0.707倍所对应的高低频率之差;
[0017] 305)金属基板的弯曲模量和损耗因数由下列公式计算:
[001 引
Figure CN103698404BD00071
[0019] tanSf〇= Δ fio/fio
[0020] 拉ο" =Ef〇' tanSfo
[0021] 式中;
[0022] Efo'--储能弯曲模量,Pa;
[0023] Efo"--损耗弯曲模量,Pa;
[0024] 化ηδίο-弯曲损耗因数;
[00巧]Ρ0--金属基板密度,kg/m3;
[0026] 1〇一一在自由梁方式时金属基板长度,在悬臂梁方式时,则为金属基板自由长度, m;
[0027] ho--金属基板厚度,m;
[002引 iO--共振阶数;
[0029] fio--第i阶共振频率,Hz;
[0030] Δ fio--第i阶共振峰宽度,Hz;
[0031] 儀一一第i阶共振时的数值计算因子,有下列公式确定:
[0032] 对悬臂梁方式:
Figure CN103698404BD00072
[0036]当阻尼材料粘贴在金属基板的一面,形成自由阻尼结构形式时,阻尼材料损耗因 子计算具体如下:
Figure CN103698404BD00073
[0039]
Figure CN103698404BD00081
[0040] u=(l+DT)(fci/fi)2
[0041 ] v = 4+6T+4f
[0042] M = Ef'/Ef〇"
[00创 D = p/p0
[0044] T = h/ho
[0045] 式中;
[0046] n〇--复合试件损耗因子;
[0047] fci--复合试件第i阶共振频率,Hz;
[004引 Δ fci--复合试件第i阶共振峰宽度,Hz;
[0049] E/ --阻尼材料的储能弯曲模量,Pa;
[0050] Ef(/ --金属基板的储能弯曲模量,Pa;
[0化1] tanSf--阻尼材料的损耗因子;
[0化2] D--密度比;
[0化3] T--厚度比;
[0化4] P--阻尼材料的密度,kg/m3;
[0化5] P0--金属基板的密度,kg/m3;
[0化6] h--阻尼层厚度,m;
[0化7] ho--金属基板厚度,m。
[005引所述的在拟合后的振动速度频响曲线上寻找各阶共振峰的中屯、频率具体步骤为:
[0059] a、先在整条振动速度频响曲线上中找到最大值并确定其坐标,即A(f0,y0);
[0060] b、对fO之后的信号操作:根据振动速度频响曲线选取p*y0作为一个阔值,pe(0, 1),设P = 0.25;
[0061 ] C、确定距离A最近的幅值为p*y0的点B(fl,py0);
[0062] d、确定第二峰值点位置:
[0063] d.l先在η之后的信号中确定最大值的坐标(f2,y2),若则从f2之 后继续确定最大值坐标(f21,y21),若f21-f2<n-f0,则从f21后继续确定最大值坐标,直 至Ijf化-f化-l>n-f0,找到第二阶峰值信号A'(f化,的n),则将信号从(f0+f2n)/2处截断, 记为f中/=(f〇+f2n)/2,则A(f0,y0)是0至化中/之间的第一阶峰值信号;
[0064] d.2Wf中/为起点的信号重复执行上述a、b、c、d.l便可得到第二阶峰值信号,同理 可得出其他峰值信号;
[0065] d.3按国家规范《GBT 18258-2000阻尼材料阻尼性能测试方法》悬臂梁法通常截 出二到四阶共振峰即可。
[0066] -种基于冲激响应法的阻尼材料损耗因子测量方法的测量装置,其特征在于,包 括信号发射模块、阻尼台、信号采集模块、信号处理模块、显示模块、存储及报表生成模块和 离线分析模块;所述的信号发射模块负责向阻尼台上的被测试件发射激励信号,所述的信 号处理模块分别与信号发射模块、信号采集模块、显示模块、存储及报表生成模块、离线分 析模块连接,用于负责信号处理、结果显示、数据存储和测试报告生成。
[0067] 所述的信号发射模块通过依次连接的数字信号生成单元、数模转换卡、功率放大 器和电磁换能器,用于向阻尼台上的被测试件发射激励信号,其中试件包括金属基板和复 合试件;所述的数字信号生成单元通过LabVIEW编程产生扫频、白噪声或多频正弦分量的激 励信号,由数模转换卡将数字信号转换成模拟信号,通过功率放大器放大后馈入电磁换能 器;
[0068] 所述的阻尼台包括支架、试件夹具和隔振基座;
[0069] 所述的信号采集模块包括依次连接的非接触式振动速度计、前置放大器、模数转 换卡和数字信号接收单元,依次采集金属基板和复合试件的振动速度信号并将其发送给信 号处理模块。
[0070] 所述的信号处理模块对接收到的金属基板和复合试件的振动速度信号进行处理 得到试件的振动速度冲激响应和频响函数,各阶模态共振峰的中屯、频率、半功率带宽、半功 率带宽与中屯、频率的比值,W及阻尼材料损耗因子,并将结果发送给显示模块、存储及报表 生成模块。
[0071] 选择实时测量模式时,选择信号发射通道和采集通道,测量项目选择金属基板或 复合试件,或阻尼材料损耗因子计算,输入发射信号时长、采集信号时长、采样频率、信号幅 值、信号的起始频率和截止频率、初始化截止频率、平滑步长、输入试件规格包括金属基板 厚度、阻尼层厚度、金属基板密度、阻尼材料密度、金属基板自由长度。
[0072] 选择离线分析模式时,利用离线分析模块,导入已存储的振动速度频响函数,测量 项目选择金属基板或复合试件,或阻尼材料损耗因子计算,输入初始化截止频率、平滑步 长、输入试件规格包括金属基板厚度、阻尼层厚度、金属基板密度、阻尼材料密度、金属基板 自由长度。
[0073] 所述的显示模块包括试件振动速度信号显示单元、冲激响应显示单元、频响函数 显示单元、自动或手动节选各阶共振峰显示单元及其相应的阻尼材料损耗因子显示单元;
[0074] 其中,所述的试件振动速度信号显示单元显示采集到的振动速度时域信号曲线, 所述的冲激响应显示单元显示冲激响应曲线,所述的频响函数显示单元显示频响函数曲 线,所述的自动节选各阶共振峰显示单元显示自动截取前几阶共振峰曲线,并显示相应的 中屯、频率、半功率带宽、半功率带宽与中屯、频率的比值,所述的手动节选各阶共振峰曲线显 示单元显示截取某阶共振峰曲线,并显示相应的该阶共振峰的中屯、频率、半功率带宽、半功 率带宽与中屯、频率的比值,所述的阻尼材料损耗因子显示单元显示基板和复合试件各阶共 振峰的中屯、频率、半功率带宽,W及阻尼材料损耗因子。
[0075] 所述的存储及报表生成模块包括振动速度信号存储单元、冲激响应和频响函数存 储单元、阻尼材料损耗因子存储单元、测试信息编辑单元、测试报告生成单元、测试报告存 储单元、测试报告打印单元;
[0076] 其中,所述的振动速度信号存储单元存储采集到的振动速度信号、所述的冲激响 应和频响函数存储单元存储冲激响应和频响函数,所述的阻尼材料损耗因子存储单元存储 阻尼材料损耗因子计算结果,所述的测试信息编辑单元编辑测试信息,所述的测试报告生 成单元生成测试报告,所述的测试报告存储单元存储测试报告,所述的测试报告打印单元 打印测试报告。
[0077] 与现有技术相比,本发明具有如下优点:
[0078] 1)利用试件振动速度冲激响应函数的快速傅里叶变换得到频响函数,再利用程序 在频响曲线上自动寻找各阶共振峰的中屯、频率和半功率带宽,该法具有速度快,精度高,再 现性好的优点,因为冲激响应和频率响应是振动系统的固有属性。而现有方法是直接从频 域上逐个频率点人工捜索各阶共振峰的中屯、频率和半功率带宽,速度慢,精度差,特别是当 共振峰比较尖锐时,测量其中屯、频率和半功率带宽的误差较大。
[0079] 2)测量过程自动化程度高,测量数据的获得、处理、存储W及报告编辑一体化,整 个测量过程耗时约5分钟。而现有测量方法需要利用复杂的公式人工计算材料损耗因子,编 辑测试报告,速度慢,容易产生错误。一次测量时间耗时约为4小时。
[0080] 3)测量过程直观,在振动速度频响函数曲线上可W看到所有共振峰的形态,通过 观察其形态,测试人员可W直接断定试件上阻尼涂层的厚度是否合适,试件夹持是否牢固, 避免出现不合理的测量结果。
附图说明
[0081] 图1为本发明的硬件结构框图。
具体实施方式
[0082] 下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
[0083] 实施例
[0084] 如图1所示,本发明的硬件结构包括信号发射模块11、阻尼台12、信号采集模块13、 信号处理模块14、显示模块15、存储及报表生成模块16、离线分析模块17。所述的信号发射 模块11负责向阻尼台12上的被测试件发射激励信号,所述的信号处理模块14分别与信号发 射模块11、信号采集模块13、显示模块15、存储及报表生成模块16、离线分析模块17连接,负 责信号处理、结果显示、数据存储和测试报告生成。
[0085] 所述的信号发射模块11包括依次连接的数字信号生成单元、数模转换卡、功率放 大器和电磁换能器,来完成向阻尼台上的被测试件发射激励信号的任务,其中试件包括金 属基板和复合试件。所述的数字信号生成单元通过LabVIEW编程产生扫频、白噪声或多频正 弦分量的激励信号,由数模转换卡将数字信号转换成模拟信号,通过功率放大器放大后馈 入电磁换能器。
[0086] 所述的阻尼台12包括支架、试件夹具和隔振基座。
[0087] 所述的信号采集模块13包括依次连接的非接触式振动速度计、前置放大器、模数 转换卡和数字信号接收单元,依次采集金属基板和复合试件的振动速度信号并将其发送给 信号处理模块14。
[0088] 所述的信号处理模块14对接收到的金属基板和复合试件的振动速度信号进行处 理得到试件的振动速度冲激响应和频响函数,各阶共振峰的中屯、频率、半功率带宽、半功率 带宽与中屯、频率的比值,W及阻尼材料损耗因子,并将结果发送给显示模块15、存储及报表 生成模块16。
[0089] 所述的显示模块15包括试件振动速度信号显示单元、冲激响应显示单元、频响函 数显示单元、自动或手动节选各阶共振峰显示单元及其相应的阻尼材料损耗因子显示单 元;
[0090] 其中,所述的振动速度信号显示单元显示采集到的振动速度时域信号曲线,所述 的冲激响应显示单元显示冲激响应曲线,所述的频响函数显示单元显示频响函数曲线,所 述的自动节选各阶共振峰显示单元显示自动截取前几阶共振峰曲线,并显示相应的中屯、频 率、半功率带宽、半功率带宽与中屯、频率的比值,所述的手动节选各阶共振峰曲线显示单元 显示截取某阶共振峰曲线,并显示相应的该阶共振峰的中屯、频率、半功率带宽、半功率带宽 与中屯、频率的比值,所述的阻尼材料损耗因子显示单元显示金属基板和复合试件各阶共振 峰的中屯、频率、半功率带宽,W及阻尼材料损耗因子。
[0091] 所述的存储及报表生成模块16包括振动速度信号存储单元、冲激响应和频响函数 存储单元、阻尼材料损耗因子存储单元、测试信息编辑单元、测试报告生成单元、测试报告 存储单元、测试报告打印单元。
[0092] 其中,所述的振动速度信号存储单元存储采集到的振动速度信号、所述的冲激响 应和频响函数存储单元存储振动速度冲激响应和频响函数,所述的阻尼材料损耗因子存储 单元存储阻尼材料损耗因子计算结果,所述的测试信息编辑单元编辑测试信息,所述的测 试报告生成单元生成测试报告,所述的测试报告存储单元存储测试报告,所述的测试报告 打印单元打印测试报告。
[0093] 本发明的实时测量步骤为:
[0094] 1)系统的参数设置,包括如下内容:
[0095] 选择实时测量;选择自动节选共振峰;根据测量仪器连接选择信号发射通道和采 集通道;选择发射信号类型为线性扫频信号;输入发射信号采样率5000化(应大于最高截止 频率的2倍),对于1mm厚10mm宽自由长度为180mm的钢条基板,前5阶共振峰的频率不超过 lOOOHz,而带有阻尼涂层的复合试件各阶共振峰的位置向低频偏移。因此,扫频信号选取 2化~2000化可W满足要求,在自相关时也能得到比较尖锐的脉冲,可保证接收信号做相关 得到试件的振动速度冲激响应。采集信号采样率为5000化(至少为最高截止频率的2倍)、信 号幅值为1、发射信号时长为10s、采集信号时长为15s。离线分析时需要导入已存储的振动 速度冲激响应文件,输入线性拟合步长、二次拟合步长、手动节选共振峰起始频率和截止频 率。
[0096] 2)运行程序"实时测量":选择自动节选共振峰,结果显示试件的振动速度信号、冲 激响应和频响曲线;自动节选数据处理面板中显示所测得前几阶共振峰,并显示相应的中 屯、频率、半功率带宽、中屯、频率与半功率带宽的比值,W及阻尼材料损耗因子。下表1列出本 发明与传统仪器对比实验测量1mm厚10mm宽自由长度为180mm的钢条基板和上面带有2mm厚 阻尼涂层的复合试件的阻尼材料损耗因子,结果表明:本发明的测量结果与传统测量结果 基本一致,说明本发明的测量结果可信。当测量半功率带宽较窄的第一阶共振峰时,传统仪 器的频率分辨率有限,无法准确给出测量结果,而本发明能比较精确地测量半功率带宽并 计算阻尼材料损耗因子。
[0097] 表 1
[009引
Figure CN103698404BD00121
[0099] 3)运行程序"实时测量":选择手动节选共振峰,输入手动节选共振峰起始和截止 频率,结果显示试件的振动速度信号和频响曲线;手动节选数据处理面板中显示频响曲线 和手动输入的共振峰起始频率和截止频率之间的共振峰,并给出该阶共振峰的中屯、频率、 半功率带宽、中屯、频率与半功率带宽的比值,W及阻尼材料损耗因子。
[0100] 4)运行程序"离线分析":导入已存储的振动速度频响函数文件,选择自动节选共 振峰,测量结果显示内容同上述2)。
[0101] 5)运行程序"离线分析":导入已存储的振动速度频响函数文件,选择手动节选共 振峰,输入参数及测量结果显示内容同上述3)。
[0102] 6)数据的处理和存储,系统运行结束会实时显示测量结果,编制测试报告,并将所 采集的信号存储至计算机,便于离线分析。

Claims (8)

1. 一种基于冲激响应法的阻尼材料损耗因子测量方法,其特征在于,包括以下步骤: 1) 信号发射模块通过依次连接的数字信号生成单元、数模转换卡、功率放大器和电磁 换能器向阻尼台上的被测试件发出扫频、白噪声或多频正弦分量的激励信号,其中试件包 括金属基板和复合试件; 2) 信号采集模块通过依次连接的非接触式振动速度计、前置放大器、模数转换卡和数 字信号接收单元,依次采集金属基板和复合试件的振动速度信号并将其发送给信号处理模 块; 3) 信号处理模块对接收到的金属基板和复合试件的振动速度信号进行处理后得到试 件的振动速度冲激响应和频响函数,各阶共振峰的中心频率、半功率带宽、半功率带宽与中 心频率的比值,以及阻尼材料损耗因子,并将结果发送给显示模块、存储及报表生成模块; 4) 显示模块显示试件振动速度信号曲线、冲激响应曲线、频响函数曲线、自动或手动节 选各阶共振峰曲线及其相应的阻尼材料损耗因子计算结果; 5) 存储及报表生成模块存储采集到的振动速度信号、冲激响应和频响函数、以及阻尼 材料损耗因子计算结果,并生成测试报告; 6) 离线分析模块可调用已存储的测量数据,进行深入分析; 所述的信号处理模块对接收到的金属基板和复合试件的振动速度信号进行处理后得 到阻尼材料损耗因子,具体过程如下: 301) 将采集到的试件振动速度信号和数字激励信号互相关获得复合试件的振动速度 冲激响应; 302) 通过快速傅里叶变换将振动速度冲激响应变换到频域,获得试件的振动速度频响 函数; 303) 通过高斯加权曲线平滑法对所得到的振动速度频响函数曲线进行平滑化处理,得 到平滑后的振动速度频响曲线; 304) 在平滑后的振动速度频响曲线上寻找各阶共振峰的中心频率fi及半功率带宽A f i,所述的半功率带宽Afi是中心频率幅值的0.707倍所对应的高低频率之差; 305) 金属基板的弯曲模量和损耗因数由下列公式计算: 4〇=[4^(3a)1/2/〇2/^〇]2(./;〇/4)2 tan5f0= A fi〇/fi〇 E〃f〇 = E'f〇tan5f〇 式中: E'f〇一一储能弯曲模量,Pa; E"fQ--损耗弯曲模量,Pa; tan8f〇一一弯曲损耗因数; Po--金属基板密度,kg/m3; 1〇--在自由梁方式时金属基板长度,在悬臂梁方式时,贝U为金属基板自由长度,m; ho 金属基板厚度,m; i〇一一共振阶数; fi〇--第i阶共振频率,Hz; A fio--第i阶共振峰宽度,Hz; k;0一一第i阶共振时的数值计算因子,有下列公式确定: 对悬臂梁方式: kfa = 3,52. (f = 1) li2 - ii 0 ~ 2) 綠 =(汾-:〇.5)2汉2 (/>2) 当阻尼材料粘贴在金属基板的一面,形成自由阻尼结构形式时,阻尼材料损耗因子计 算具体如下: u=(l+DT)(fci/fi)z
Figure CN103698404BC00031
v = 4+6T+4T2 M=E,f/E〃f〇 D = p/p〇 T = h/ho 式中: n〇一一复合试件损耗因子; fci--复合试件第i阶共振频率,Hz; Afci--复合试件第i阶共振峰宽度,Hz; E ' f 一一阻尼材料的储能弯曲模量,Pa; E'f〇一一金属基板的储能弯曲模量,Pa; tan8f一一阻尼材料的损耗因子; D--密度比; T一一厚度比; P--阻尼材料的密度,kg/m3; Po--金属基板的密度,kg/m3; h 阻尼层厚度,m; ho 金属基板厚度,m; 所述的在平滑后的振动速度频响曲线上寻找各阶共振峰的中心频率具体步骤为: a、 先在整条振动速度频响曲线上中找到最大值并确定其坐标,即A(fO,yO); b、 对fO之后的信号操作:根据振动速度频响曲线选取p*yO作为一个阈值,pe (〇,1),设 p = 0.25 ; C、确定距离A最近的幅值为p*yO的点B(f 1,pyO); d、确定第二峰值点位置: (1.1先在0之后的信号中确定最大值的坐标(€2,72),若€241<0-仰,则从€2之后继 续确定最大值坐标(f21,y21),若m-f2<fl-f0,则从f21后继续确定最大值坐标,直到 f2n-f2n-12fl-f0,找到第二阶峰值信号六'(€211,7211),则将信号从(仰+€211)/2处截断,记 为f中' = (f0+f2n)/2,则A(fO,yO)是0到f中'之间的第一阶峰值信号; d.2以f中'为起点的信号重复执行上述a、b、c、d.l便可得到第二阶峰值信号,同理可得 出其他峰值信号; d.3按国家规范《GBT 18258-2000阻尼材料阻尼性能测试方法》悬臂梁法通常截出二 到四阶共振峰即可。
2. -种实施权利要求1所述的基于冲激响应法的阻尼材料损耗因子测量方法的测量装 置,其特征在于,包括信号发射模块、阻尼台、信号采集模块、信号处理模块、显示模块、存储 及报表生成模块和离线分析模块;所述的信号发射模块负责向阻尼台上的被测试件发射激 励信号,所述的信号处理模块分别与信号发射模块、信号采集模块、显示模块、存储及报表 生成模块、离线分析模块连接,用于负责信号处理、结果显示、数据存储和测试报告生成。
3. 根据权利要求2所述的一种基于冲激响应法的阻尼材料损耗因子测量方法的测量装 置,其特征在于,所述的信号发射模块通过依次连接的数字信号生成单元、数模转换卡、功 率放大器和电磁换能器,用于向阻尼台上的被测试件发射激励信号;所述的数字信号生成 单元通过LabVIEW编程产生扫频、白噪声或多频正弦分量的激励信号,由数模转换卡将数字 信号转换成模拟信号,通过功率放大器放大后馈入电磁换能器; 所述的阻尼台包括支架、试件夹具和隔振基座; 所述的信号采集模块包括依次连接的非接触式振动速度计、前置放大器、模数转换卡 和数字信号接收单元,依次采集金属基板和复合试件的振动速度信号并将其发送给信号处 理模块。
4. 根据权利要求2所述的一种基于冲激响应法的阻尼材料损耗因子测量方法的测量装 置,其特征在于,所述的信号处理模块对接收到的金属基板和复合试件的振动速度信号进 行处理得到试件的振动速度冲激响应和频响函数,各阶模态共振峰的中心频率、半功率带 宽、半功率带宽与中心频率的比值,以及阻尼材料损耗因子,并将结果发送给显示模块、存 储及报表生成模块。
5. 根据权利要求2所述的一种基于冲激响应法的阻尼材料损耗因子测量方法的测量装 置,其特征在于,选择实时测量模式时,选择信号发射通道和采集通道,测量项目选择金属 基板或复合试件,或阻尼材料损耗因子计算,输入发射信号时长、采集信号时长、采样频率、 信号幅值、信号的起始频率和截止频率、初始化截止频率、平滑步长、输入试件规格包括金 属基板厚度、阻尼层厚度、金属基板密度、阻尼材料密度、金属基板自由长度。
6. 根据权利要求2所述的一种基于冲激响应法的阻尼材料损耗因子测量方法的测量装 置,其特征在于,选择离线分析模式时,利用离线分析模块,导入已存储的振动速度频响函 数,测量项目选择金属基板或复合试件,或阻尼材料损耗因子计算,输入初始化截止频率、 平滑步长、输入试件规格包括金属基板厚度、阻尼层厚度、金属基板密度、阻尼材料密度、金 属基板自由长度。
7. 根据权利要求2所述的一种基于冲激响应法的阻尼材料损耗因子测量方法的测量装 置,其特征在于,所述的显示模块包括试件振动速度信号显示单元、冲激响应显示单元、频 响函数显示单元、自动或手动节选各阶共振峰显示单元及其相应的阻尼材料损耗因子显示 单元; 其中,所述的试件振动速度信号显示单元显示采集到的振动速度时域信号曲线,所述 的冲激响应显示单元显示冲激响应曲线,所述的频响函数显示单元显示频响函数曲线,所 述的自动节选各阶共振峰显示单元显示自动截取前几阶共振峰曲线,并显示相应的中心频 率、半功率带宽、半功率带宽与中心频率的比值,所述的手动节选各阶共振峰曲线显示单元 显示截取某阶共振峰曲线,并显示相应的该阶共振峰的中心频率、半功率带宽、半功率带宽 与中心频率的比值,所述的阻尼材料损耗因子显示单元显示基板和复合试件各阶共振峰的 中心频率、半功率带宽,以及阻尼材料损耗因子。
8. 根据权利要求2所述的一种基于冲激响应法的阻尼材料损耗因子测量方法的测量装 置,其特征在于,所述的存储及报表生成模块包括振动速度信号存储单元、冲激响应和频响 函数存储单元、阻尼材料损耗因子存储单元、测试信息编辑单元、测试报告生成单元、测试 报告存储单元、测试报告打印单元; 其中,所述的振动速度信号存储单元存储采集到的振动速度信号、所述的冲激响应和 频响函数存储单元存储冲激响应和频响函数,所述的阻尼材料损耗因子存储单元存储阻尼 材料损耗因子计算结果,所述的测试信息编辑单元编辑测试信息,所述的测试报告生成单 元生成测试报告,所述的测试报告存储单元存储测试报告,所述的测试报告打印单元打印 测试报告。
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