刘青正 方 辉 何小斌 谭 骏

（1.四川大学 制造科学与工程学院，成都 610065；2.北京东方振动和噪声技术研究所，北京100085）

1 背景介绍

当结构受到外力激励时，运用模态分析方法可以得到该结构的各阶固有频率和模态振型，这些特征既取决于也反映了实际结构的质量和刚度分布情况。同时，通过模态分析获得结构的模态参数将为研究设计人员确定结构的薄弱环节、仿真预测各工况下系统的响应、指导和修正有限元模型、相关性检查和修正分析模型以及物理结构的结构动力学修改等工作提供重要依据和技术支持[1]。

模态分析是一种用结构的固有频率、阻尼和模态振型等动力学属性来描述结构的一种方法和过程，其包括基于有限元理论的计算模态分析和基于实际物理结构的试验模态分析两种方法。计算模态分析在工程中被广泛采用，如基于ANSYS的有限元模态分析，但因为有限元分析需要对结构进行不同程度的简化，边界条件及物理结构的材料属性均难以准确确定，导致计算模态分析的结果往往存在较大误差，因此，其只能提供一个相对优化的设计结果。

试验模态分析方法主要包括SIMO、MISO和MIMO几种。传统经验表明，相对于SISO方法，MIMO有利于来自于多个激励的能量均匀遍布整个机床结构，因而能得到更理想的频响函数（FRF）[2]。由于该桌面数控车床为多部件组合而成的复杂结构，存在一些弱非线性因素，为保证足够的激振能量、良好测试结果的一致性和良好的分析精度，本文选择MIMO方法对桌面数控车床进行试验模态分析。……