模态试验是通过激励被测结构并测量其动态响应,以识别
固有频率、
振型、
阻尼比等模态参数的实验技术。该方法可分为单点激励和多点激励两种方式,其中单点激励设备简单、测试周期短,多点激励则能激发更纯的主模态,适用于飞机、航天器等复杂系统。试验流程包含激励方式选择(如锤击法、激振器法)、传感器部署(加速度/
位移传感器、
激光测振仪)及数据分析(频域法或时域法)。其应用覆盖航空航天、机械工程等多个领域,并与
有限元分析结合,优化结构动态设计。
模态试验的核心任务是辨识线性定常振动系统的模态参数,包括固有频率、振型及模态阻尼比等。其理论基础涵盖单自由度与
多自由度系统分析,区分比例阻尼与非比例阻尼对参数的影响。通过实测数据验证理论模型,为结构动态性能优化提供依据。
截至2022年,模态试验已形成标准化流程,涵盖传感器校准、数据采集规范及误差控制准则。随着
激光测振等技术的应用,非接触式测量与非线性系统模态分析成为研究热点。未来发展趋势包括模态参数识别算法优化及多物理场耦合分析技术的集成。