2002 碩士班 -- 實驗模態分析 課程研習報告
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2002 碩士班 -- 實驗模態分析 課程研習報告. 國立屏東科技大學 機械工程系暨研究所 TEL: (08)770-3202 轉7017 FAX: (08)774-0142 E-mail: [email protected] www: http://wwwme.npust.edu.tw www: http://140.127.6.133/teacher/index.htm. 圓形薄環之振動分析 -- 厲光耀. 圓環之示意圖. 圓形薄環之振動分析 -- 厲光耀. 圓形薄環之振動分析 -- 厲光耀. 圓形薄環之振動分析 -- 厲光耀. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
振動與噪音研究室國立屏東科技大學機械工程系
2002 碩士班 -- 實驗模態分析課程研習報告
國立屏東科技大學機械工程系暨研究所
TEL: (08)770-3202 轉 7017
FAX: (08)774-0142
E-mail: [email protected]
www: http://wwwme.npust.edu.tw
www: http://140.127.6.133/teacher/index.htm
指導教授：王木百村
振動與噪音研究室國立屏東科技大學機械工程系
圓形薄環之振動分析 -- 厲光耀● 圓環之示意圖
振動與噪音研究室國立屏東科技大學機械工程系
圓形薄環之振動分析 -- 厲光耀
振動與噪音研究室國立屏東科技大學機械工程系
圓形薄環之振動分析 -- 厲光耀
振動與噪音研究室國立屏東科技大學機械工程系
圓形薄環之振動分析 -- 厲光耀
0 2000 4000 6000
F requence(H z)
1.00E-005
1.00E-004
1.00E-003
1.00E-002
1.00E-001
1.00E+000
1.00E+001
1.00E+002
Am
plit
ude
FRF(5 ,1 3 )experim enta l
synthesize
thortica l
0 2000 4000 6000
Frequence(H z)
1.00E-005
1.00E-004
1.00E-003
1.00E-002
1.00E-001
1.00E+000
1.00E+001
1.00E+002
Am
plit
ud
e
FRF(5 ,5 )experim ental
synthesize
thortical
(a)I=13,j=5 (b)I=5,j=5
圖七、實驗、實驗合成和理論之頻率響應函數曲線
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圓形薄環之振動分析 -- 厲光耀
表四：理論與實驗分析自然頻率之誤差百分比 自然頻率 理論值（ Hz） 實驗值（ Hz） 誤差百分比（ %）
第一個模態 683.77 693.132 1.3
1451
第二個模態 1943.1 1952 0.46
第三個模態 3747.8 3716 -0.83
4378
第四個模態 6101.9 5961 -2.63
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圓形薄環之振動分析 -- 厲光耀
自然頻率（ Hz ） 實驗阻尼（％） 修正阻尼（％）
693.132 1.18 1.085
1952 0.19 0.156
3716 0.24 0.222
5961 0.1 0.089
表五、阻尼比之誤差百分比
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圓形薄環之振動分析 -- 厲光耀
自然頻率 理論振型 實驗振型
理論：683.7Hz
實驗：693.1Hz
表六、實驗與理論之振型
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圓形薄環之振動分析 -- 厲光耀自然頻率 理論振型 實驗振型
理論：1451Hz
理論：1943.1Hz
實驗：1952Hz
振動與噪音研究室國立屏東科技大學機械工程系
圓形薄環之振動分析 -- 厲光耀自然頻率 理論振型 實驗振型
理論：3747.8Hz
實驗：3716Hz
理論：4378Hz
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圓形薄環之振動分析 -- 厲光耀
自然頻率 理論振型 實驗振型
理論：
6101.9Hz
實驗：5961Hz
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圓形薄環之振動分析 -- 厲光耀
實驗
理論
Mode 1 Mode 2 Mode 3 Mode 4
Mode 1 0.97937 0.26838 0.10532 0.26475
Mode 2 0.013243 0.83098 0.013216 0.007516
Mode 3 0.045527 0.0039092 0.40050 0.030565
Mode 4 0.24188 0.03550 0.0046176 0.76825
表八、實驗振型與理論振型之模態保證指標 (MAC)
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環形薄圓盤之振動特性分析 -- 尹春和
振動與噪音研究室國立屏東科技大學機械工程系
環形薄圓盤之振動特性分析 -- 尹春和
振動與噪音研究室國立屏東科技大學機械工程系
環形薄圓盤之振動特性分析 -- 尹春和
材料 鋁合金楊氏係數 69x109 N/m2
蒲松比 0.33
密度 2.705x103 N/m3
振動與噪音研究室國立屏東科技大學機械工程系
環形薄圓盤之振動特性分析 -- 尹春和
開關
黑 綠 紅 黑 綠 紅
INDEP
電源供應器（ GPC-3030D ）
模態參數擷取單元（ LMS CADA-PC
）
頻譜分析儀（ BK3550 ）
輸入模組（ BK3019
）
輸入模組（ BK3019
）
訊號產生器（ BK3016 ）
訊號放大器（ PCB480E09
）衝擊鎚
（ PCB086D80）
Switch
待測物
黑（ -）
透明（ +）
黑綠 紅
渦電流位移計（ KD2300-2S
）
裸線
振動與噪音研究室國立屏東科技大學機械工程系
環形薄圓盤之振動特性分析 -- 尹春和
0 1000 2000 3000
FR E Q U EN C Y(H z)
1.0E-006
1.0E-005
1.0E-004
1.0E-003
1.0E-002
1.0E-001
1.0E+000
1.0E+001
AM
PL
ITU
DE
(m/N
)
FR F(14,1)Experim enta lSynthesizedTheoretica l
振動與噪音研究室國立屏東科技大學機械工程系
環形薄圓盤之振動特性分析 -- 尹春和
0 1000 2000 3000
FR E Q U EN C Y(H z)
1.0E-006
1.0E-005
1.0E-004
1.0E-003
1.0E-002
1.0E-001
1.0E+000
1.0E+001
AM
PL
ITU
DE
(m/N
)
FRF(1,1)Experim enta lSynthesizedTheoretica l
振動與噪音研究室國立屏東科技大學機械工程系
環形薄圓盤之振動特性分析 -- 尹春和
模態數 自然頻率 (理論 )Hz
自然頻率 (實驗 )Hz
誤差﹪
1 766.02 749.22 2.19
2 775.40 790.568 -1.96
3 909.65 923.799 -1.56
4 1460 1456 0.27
5 2398.7 2400 -0.05
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環形薄圓盤之振動特性分析 -- 尹春和
模態數 有限元素分析振型 實驗模態分析振型1
766.02Hz 749.22Hz
2
775.40Hz 790.568Hz
振動與噪音研究室國立屏東科技大學機械工程系
環形薄圓盤之振動特性分析 -- 尹春和
模態數 有限元素分析振型 實驗模態分析振型3
909.65Hz 923.799Hz
4
1460Hz 1456Hz
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測定轉子系統之操作變形振型 -- 劉健烽
馬 達
主機座
軸承組
軸承組
聯軸器
主
軸
● ● ●● ●●● ●●● ●● ● ●●●●●1 2 3 4 181716155 1011
1yk 2yk1zk 2zk
3yk
3zk
19 20 21 22 23 24
振動與噪音研究室國立屏東科技大學機械工程系
測定轉子系統之操作變形振型 -- 劉健烽
BK3550
輸入模組 A
(BK3019)
(BK3019)
輸入模組 B
放大器
衝擊鎚
訊號產生器
(BK3016)
加速度計
馬達
振動與噪音研究室國立屏東科技大學機械工程系
測定轉子系統之操作變形振型 -- 劉健烽
0 200 400 600 800Frequence(H z)
1.00E-8
1.00E-7
1.00E-6
1.00E-5
1.00E-4
1.00E-3
1.00E-2
1.00E-1
1.00E+0
1.00E+1
1.00E+2
Am
plitu
de
FR F(5,5)
experim enta l
synthesize
thortica l
0 200 400 600 800Frequence(Hz)
1.00E-8
1.00E-7
1.00E-6
1.00E-5
1.00E-4
1.00E-3
1.00E-2
1.00E-1
1.00E+0
1.00E+1
1.00E+2
Am
plitu
de
FR F(5,18)
experim enta l
synthesize
thortica l
振動與噪音研究室國立屏東科技大學機械工程系
測定轉子系統之操作變形振型 -- 劉健烽
0 200 400 600 800Frequence(H z)
0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
Coh
eren
ce
0 200 400 600 800Frequence(H z)
0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
Coh
eren
ce
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測定轉子系統之操作變形振型 -- 劉健烽
理論值 (Hz) 實驗值 (Hz) 誤差 (%)
Mode 1 65.658 65.309 0.534
Mode 2 205.60 200.726 2.428
Mode 3 333.12 344.586 -3.327
Mode 4 524.09 502.602 4.275
Mode 5 659.98 660.717 -0.112
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測定轉子系統之操作變形振型 -- 劉健烽
k1yk
1zk
2yk
2zk
3yk
3zk
值 彈簧常數 (N/m)
0.28021E+7
1.1956
0.13711E+7
1.2647
954.30
954.77
實驗值 (%) 修正值 (%)
Mode 1 1.49 0.752
Mode 2 1.1 0.859
Mode 3 0.86 0.720
Mode 4 1.08 0.984
Mode 5 1.26 1.187
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測定轉子系統之操作變形振型 -- 劉健烽
0 4 8 12 16
-0.40
0.00
0.40
disp
lace
men
t
M ode 4
experim ental
theortica l
0 4 8 12 16
-0.40
0.00
0.40
disp
lace
men
t
M ode 5
experim ental
theortica l
0 4 8 12 16
-0.40
0.00
0.40
disp
lace
men
t
M ode 1
experim enta l
theortica l
0 4 8 12 16
-0.40
0.00
0.40
disp
lace
men
t
M ode 2
experim ental
theortica l
振動與噪音研究室國立屏東科技大學機械工程系
測定轉子系統之操作變形振型 -- 劉健烽
實 驗 值Mode 1 Mode 2 Mode 3 Mode 4 Mode 5
理論值
Mode 1 0.9653 0.0191 0.0183 0.0118 0.0007
Mode 2 0.0131 0.9609 0.1093 0.0199 0.0227
Mode 3 0.0421 0.0764 0.9278 0.0100 0.0360
Mode 4 0.0143 0.0150 0.1122 0.6914 0.1643
Mode 5 0.0034 0.0091 0.0061 0.5087 0.1229
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測定轉子系統之操作變形振型 -- 劉健烽
BK3550
輸入模組 A
(BK3019)
(BK3019)
輸入模組 B
訊號產生器
(BK3016)
ON/OFF
G
G B
B
B
G
R
R
R
透明線(＋) B(－)
位移計
電源供應器
Switch
INDEP
B：黑色
R：紅色
G：綠色
轉速量測器
變壓器
馬達
振動與噪音研究室國立屏東科技大學機械工程系
測定轉子系統之操作變形振型 -- 劉健烽
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
-1.00E-6
0.00E+0
1.00E -6
2.00E-6
disp
lace
men
t(m
)
O D S (theore tica l)
80 H z
100 H z
120 H z
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
0.00E+0
2.00E-5
4.00E-5
6.00E-5
disp
lace
men
t(m
)
O D S(experim enta l)
80 H z
100 H z
120 H z
振動與噪音研究室國立屏東科技大學機械工程系
測定轉子系統之操作變形振型 -- 劉健烽
實驗值
80 Hz 100 Hz 120 Hz
理論值
80 Hz 0.93076 0.84472 0.69528
100 Hz 0.71697 0.60270 0.48111
120 Hz 0.68603 0.58571 0.51487
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懸臂樑材料楊氏係數與阻尼比的測試實例 -- 徐川洋
y
x
z
L b
h
accelerometerhammer force2cm
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懸臂樑材料楊氏係數與阻尼比的測試實例 -- 徐川洋
x
z
ªø«×¤è¦V¤§¶q´úÂI¦@10ÂI
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
x
y
«p«×¤è¦V¤§5 Ó¶q´úÂI
21 22 23 24 25
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懸臂樑材料楊氏係數與阻尼比的測試實例 -- 徐川洋
訊號分析儀
個人電腦
CADA-PC
BK3550
¿é¤J¼Ò²Õ A(BK3019) °T¸¹²£¥Í¾¹
(BK3016)
IEEE-488 ¤¶ ±
¿é¤J¼Ò²Õ B(BK3019)
½ÄÀ»Âñ(BK8202)
電荷放大器PCB480E09（ ）
¥[³t«× p¡]PCB309A¡^
懸臂樑
2 敲擊點cm
5個量測點10各 個量測點
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懸臂樑材料楊氏係數與阻尼比的測試實例 -- 徐川洋
0 1000 2000 3000F R E Q U E N C Y (H z)
1.0E-7
1.0E-6
1.0E-5
1.0E-4
1.0E-3
1.0E-2
1.0E-1
1.0E+0
1.0E+1
1.0E+2
1.0E+3
AM
PL
ITU
DE
(ms-
2/N
)
F R F (1 ,1 )
E x p er im en ta l
S y n th esized
T h eo retica l
0 1000 2000 3000
F R E Q U E N C Y (H z)
1.0E-5
1.0E-4
1.0E-3
1.0E-2
1.0E-1
1.0E+0
1.0E+1
1.0E+2
1.0E+3
AM
PL
ITU
DE
(ms-
2/N
)
F R F (1 ,2 0 )
E x p er im en ta l
S y n th esized
T h eo retica l
振動與噪音研究室國立屏東科技大學機械工程系
懸臂樑材料楊氏係數與阻尼比的測試實例 -- 徐川洋
0 1000 2000 3000 4000F R E Q U E N C Y (H z)
0.0E+0
2.0E-1
4.0E-1
6.0E-1
8.0E-1
1.0E+0
Coh
eren
ce
0 1000 2000 3000 4000
F R E Q U E N C Y (H z)
0.0E+0
2.0E-1
4.0E-1
6.0E-1
8.0E-1
1.0E+0
Coh
eren
ce
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懸臂樑材料楊氏係數與阻尼比的測試實例 -- 徐川洋
振動與噪音研究室國立屏東科技大學機械工程系
懸臂樑材料楊氏係數與阻尼比的測試實例 -- 徐川洋
0 5 10 15 20
01
23
4
-0.2
0
0.2
0.4
x (cm)
MODE SHAPE
y (cm)
z amp
litude
(mm)
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200
1
2
3
4
0.05
0.05
0.10.15
0.2 0.30.25
0.40.40.4
0.35
x (cm)
y (cm
)
0 5 10 15 20
01
23
40
2
4
x (cm)
MODE SHAPE A
y (cm)
z amp
litude
(mm)
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200
1
2
3
4
0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
x (cm)y (
cm)
振動與噪音研究室國立屏東科技大學機械工程系
懸臂樑材料楊氏係數與阻尼比的測試實例 -- 徐川洋
0 5 10 15 20
01
23
4
-0.2
0
0.2
0.4
x (cm)
MODE SHAPE
y (cm)
z amp
litude
(mm)
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200
1
2
3
4
0
0.1 0.2 0.2 0.1 0 -0.1-0.2
-0.3
0.3
x (cm)
y (cm
)
0 5 10 15 20
01
23
4
-5
0
5
10
x (cm)
MODE SHAPE A
y (cm)
z amp
litude
(mm)
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200
1
2
3
4
-1 -2 -3 -3 -2 -1 0 1 2 3 4
x (cm)
y (cm
)
振動與噪音研究室國立屏東科技大學機械工程系
懸臂樑材料楊氏係數與阻尼比的測試實例 -- 徐川洋
0 5 10 15 20
01
23
4
-0.2
0
0.2
0.4
x (cm)
MODE SHAPE (1,2)
y (cm)
z amp
litude
(mm)
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200
1
2
3
4
0.1
0
-0.1
-0.2
0.2 0.3 0.3
0.2
x (cm)
y (cm
)
0 5 10 15 20
01
23
4
-5
0
5
10
x (cm)
MODE SHAPE A(1,2)
y (cm)
z amp
litude
(mm)
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200
1
2
3
4 -4
-2
0
2
4
x (cm)
y (cm
)
振動與噪音研究室國立屏東科技大學機械工程系
懸臂樑材料楊氏係數與阻尼比的測試實例 -- 徐川洋
0 5 10 15 20
01
23
4
-0.2
0
0.2
0.4
x (cm)
MODE SHAPE
y (cm)
z amp
litude
(mm)
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200
1
2
3
4
0
0.1
0.2
0.3
0.3
0.2
0
0.1
-0.1
0.1
-0.2
-0.2
-0.1
0
0.1
0.2
x (cm)
y (cm
)
0 5 10 15 20
01
23
4-5
0
5
10
x (cm)
MODE SHAPE A
y (cm)
z amp
litude
(mm)
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200
1
2
3
4
2
3
3
2
1
0
-1
-2
-3
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
x (cm)
y (cm
)
振動與噪音研究室國立屏東科技大學機械工程系
懸臂樑材料楊氏係數與阻尼比的測試實例 -- 徐川洋
0 5 10 15 20
01
23
4
-0.2
0
0.2
0.4
x (cm)
MODE SHAPE (2,2)
y (cm)
z amp
litude
(mm)
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200
1
2
3
4 0.3 0.2
0.1
0
-0.1
-0.2
0
0.10.2
-0.2
-0.1
-0.3
x (cm)
y (cm
)
0 5 10 15 20
01
23
4
-5
0
5
10
x (cm)
MODE SHAPE A(2,2)
y (cm)
z amp
litude
(mm)
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200
1
2
3
44
2
0
-2
-40
24
-2
-4
x (cm)
y (cm
)
振動與噪音研究室國立屏東科技大學機械工程系
懸臂樑材料楊氏係數與阻尼比的測試實例 -- 徐川洋
0 5 10 15 20
01
23
4
-0.2
0
0.2
0.4
x (cm)
MODE SHAPE
y (cm)
z amp
litude
(mm)
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200
1
2
3
4 -0.1
0.1
0.10.10.10.1
0.2
0.3
0.3
0.2
0.10
-0.1
-0.2 -0.2
-0.1
0
0.1
0.2
0.2
0.1
0
-0.2
x (cm)
y (cm
)
0 5 10 15 20
01
23
4-5
0
5
10
x (cm)
MODE SHAPE A
y (cm)
z amp
litude
(mm)
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200
1
2
3
4
-2 -3
-3
-2
-1
0
1
2
3
3
2
1
0
-1
-2
-3
-3
-2
-1
0
1
2
3
x (cm)
y (cm
)
振動與噪音研究室國立屏東科技大學機械工程系
懸臂樑材料楊氏係數與阻尼比的測試實例 -- 徐川洋
振動與噪音研究室國立屏東科技大學機械工程系
油罐車安全防護－儲油槽模態特性分析 -- 楊志仁
振動與噪音研究室國立屏東科技大學機械工程系
油罐車安全防護－儲油槽模態特性分析 -- 楊志仁
● 鋼桶的幾何尺寸及材料性質： 直徑為 63.6mm 圓形面壁厚為 1.44mm 鋼桶長度為 247mm 鋼桶壁厚為 1.9mm 楊氏係數為 190e9N/m2
密度為 7920kg/m3。
振動與噪音研究室國立屏東科技大學機械工程系
油罐車安全防護－儲油槽模態特性分析 -- 楊志仁
振動與噪音研究室國立屏東科技大學機械工程系
油罐車安全防護－儲油槽模態特性分析 -- 楊志仁
振動與噪音研究室國立屏東科技大學機械工程系
油罐車安全防護－儲油槽模態特性分析 -- 楊志仁
振動與噪音研究室國立屏東科技大學機械工程系
油罐車安全防護－儲油槽模態特性分析 -- 楊志仁
振動與噪音研究室國立屏東科技大學機械工程系
油罐車安全防護－儲油槽模態特性分析 -- 楊志仁
振動與噪音研究室國立屏東科技大學機械工程系
油罐車安全防護－儲油槽模態特性分析 -- 楊志仁
振動與噪音研究室國立屏東科技大學機械工程系
平板接合結構之實驗模態分析 -- 張家華
1.2cm
20cm
8cm
振動與噪音研究室國立屏東科技大學機械工程系
平板接合結構之實驗模態分析 -- 張家華
螺栓平板接合結構系統
實驗模態分析EMA
模態參數
有限元素分析FEA
模態參數
驗證比對
正確之模態參數
有限元素模型修改
振動與噪音研究室國立屏東科技大學機械工程系
平板接合結構之實驗模態分析 -- 張家華
振動與噪音研究室國立屏東科技大學機械工程系
平板接合結構之實驗模態分析 -- 張家華
訊
號分析儀
個人電腦
輸入模組(BK3019)
BK3550
訊號產生器(BK3016)
CADA-PC
IEE-488
輸入模組(BK3019) 電荷放大器
加 速度計(PCB352A)
(PCB480E09)
衝擊鎚(BK8202)
支撐架
鋼板
介面
A
B
振動與噪音研究室國立屏東科技大學機械工程系
平板接合結構之實驗模態分析 -- 張家華
自然頻率 實驗值(Hz)
理論值(Hz)
誤差(%)
Mode1 328 316.45 -3.5224%
Mode2 840 808.90 -3.7023%
Mode3 1520 1577.3 3.7671%
Mode4 2672 2625.6 -1.7373%
Mode5 3720 3887.1 4.4923%
振動與噪音研究室國立屏東科技大學機械工程系
平板接合結構之實驗模態分析 -- 張家華
0 2000 4000 6000F R E Q U E N C Y (H z)
1.0E-5
1.0E-4
1.0E-3
1.0E-2
1.0E-1
1.0E+0
1.0E+1
1.0E+2
1.0E+3
AM
PL
ITU
DE
(ms-
2/N
)
F R F (3 ,3 )
E x p erim en ta l
S y n th esized
T h eo retica l
0 2000 4000 6000F R E Q U E N C Y (H z)
1.0E-5
1.0E-4
1.0E-3
1.0E-2
1.0E-1
1.0E+0
1.0E+1
1.0E+2
1.0E+3
AM
PL
ITU
DE
(ms-
2/N
)
F R F (1 9 ,3 )
E x p er im en ta l
S y n th esized
T h eo retica l
0 2000 4000 6000F req u en cy (H z)
0.0E+0
2.0E-1
4.0E-1
6.0E-1
8.0E-1
1.0E+0
Coh
eren
ce
i= 3 , j= 3
0 2000 4000 6000F req u en cy (H z)
0.0E+0
2.0E-1
4.0E-1
6.0E-1
8.0E-1
1.0E+0
Coh
eren
ce
i= 1 9 , j= 3
振動與噪音研究室國立屏東科技大學機械工程系
平板接合結構之實驗模態分析 -- 張家華
模態數 實驗值 修正值
Mode1 1.51% 0.340773747%
Mode2 0.64% 0.183444987%
Mode3 0.4% 0.14793282%
Mode4 0.43% 0.286472226%
Mode5 0.29% 0.186906933%
振動與噪音研究室國立屏東科技大學機械工程系
平板接合結構之實驗模態分析 -- 張家華
0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50Length(m )
-0.80
-0.40
0.00
0.40
0.80
1.20
Am
plitu
de(m
)
M ode 1
Experim ental
Theoretical
0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50length(m )
-2.00
-1.00
0.00
1.00
2.00
ampl
itude
(m)
M ode 2
Experim ental
Theoretica l
0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50length(m )
-2 .00
-1.00
0.00
1.00
2.00
ampl
itude
(m)
M ode 3
Experim enta l
Theoretica l
0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50length(m )
-2 .00
-1.00
0.00
1.00
2.00
ampl
itude
(m)
M ode 4
Experim enta l
Theoretica l
0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50length(m )
-2 .00
-1.00
0.00
1.00
2.00
ampl
itude
(m)
M ode 5
Experim enta l
Theoretica l
振動與噪音研究室國立屏東科技大學機械工程系
平板接合結構之實驗模態分析 -- 張家華
Mode 1 2 3 4 5
1 0.99015 0.0037790 0.0028510 0.0007636 0.17220
2 0.037576 0.91593 0.0073479 0.091344 0.0090871
3 0.011527 0.010358 0.97541 0.0054018 0.0014818
4 0.0011320 0.10642 0.0013192 0.97666 0.0038184
5 0.110930.0001331
90.081876 0.0017154 0.93174
振動與噪音研究室國立屏東科技大學機械工程系
應用旋轉角加速度計於實驗模態分析 -- 陳柏宏
193 9102mN
0.3浦松比7953密度
楊氏係數2mm厚度
40mm寬度300mm長度鋼材料
振動與噪音研究室國立屏東科技大學機械工程系
應用旋轉角加速度計於實驗模態分析 -- 陳柏宏
¡E ¡E ¡E ¡E¡E¡E¡E¡E ¡E¡E
beam3
¡µ
x
y
z
fixed all
1 2 3 4 5 1716151413
L=0.3 m
振動與噪音研究室國立屏東科技大學機械工程系
應用旋轉角加速度計於實驗模態分析 -- 陳柏宏
訊號分析儀
個人電腦
CADA-PC
BK3550
A輸入模組(BK3019) 訊號產生器
(BK3016)
IEEE-488 介面
B輸入模組(BK3019)
衝擊鎚(BK8202)
樑結構
TYPE 5130A放大器
角加速度計
振動與噪音研究室國立屏東科技大學機械工程系
應用旋轉角加速度計於實驗模態分析 -- 陳柏宏
0.00 200.00 400.00 600.00 800.00Frequency(H z)
0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
Coh
eren
ce
FRF(2,2)
coherence
0.00 200.00 400.00 600.00 800.00Frequency(H z)
0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
Coh
eren
ce
FRF(15,2)
coherence
振動與噪音研究室國立屏東科技大學機械工程系
應用旋轉角加速度計於實驗模態分析 -- 陳柏宏
0.00 200.00 400.00 600.00 800.00Frequency(H z)
0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
Coh
eren
ce
FRF(2,2)
coherence
0.00 200.00 400.00 600.00 800.00Frequency(H z)
0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
Coh
eren
ce
FRF(15,2)
coherence
振動與噪音研究室國立屏東科技大學機械工程系
應用旋轉角加速度計於實驗模態分析 -- 陳柏宏
理論之自然頻率 (Hz) 17.690 110.00 309.75 606.73
實驗之自然頻率
加速度計 / 衝擊鎚
自然頻率 (Hz) 17.635 110.51 309.43 606.40
誤差百分比 (%)
-0.310%
0.466%
0.102%
-0.053%
角加速度計 / 衝擊鎚
自然頻率 (Hz) 15.03 107.00 305.55 600.62
誤差百分比 (%)
15%2.727
%1.355
%1.008%
1f 2f 3f 4f
振動與噪音研究室國立屏東科技大學機械工程系
應用旋轉角加速度計於實驗模態分析 -- 陳柏宏
0.00 4.00 8.00 12.00 16.00node
0.00
0.20
0.40
0.60
ampl
itude
m ode shape
experim ent
theoretica l
non-form ed
0.00 4.00 8.00 12.00 16.00node
-0 .40
-0.20
0.00
0.20
0.40
0.60
ampl
itude
m ode shape
experim ent
theoretica l
non-deform ed
0.00 4.00 8.00 12.00 16.00node
-0 .40
-0.20
0.00
0.20
0.40
ampl
itude
m ode shape
experim ent
theoretica l
non-deform ed
0.00 4.00 8.00 12.00 16.00node
-0 .40
-0.20
0.00
0.20
0.40
ampl
itude
m ode shape
experim ent
theoretica l
non-deform ed
振動與噪音研究室國立屏東科技大學機械工程系
應用旋轉角加速度計於實驗模態分析 -- 陳柏宏
0.00 4.00 8.00 12.00 16.00
-0.40
-0.20
0.00
0.20
m ode shape
experim ent
theoretica l
non-deform ed
0.00 4.00 8.00 12.00 16.00
-0.20
0.00
0.20
m ode shape
experim ent
theoretica l
non-deform ed
0.00 4.00 8.00 12.00 16.00
-0.20
-0.10
0.00
0.10
0.20
0.30
m ode shape
experim ent
theoretica l
non-deform ed
0.00 4.00 8.00 12.00 16.00
-0.40
-0.20
0.00
0.20
0.40
m ode shape
experim ent
theoretica l
non-deform ed
振動與噪音研究室國立屏東科技大學機械工程系
應用旋轉角加速度計於實驗模態分析 -- 陳柏宏mode 1 2 3 4
1 0.76018 0.00504 0.07897 0.00175
2 0.00312 0.95378 0.00511 0.00295
3 0.00058 0.00003 0.97256 0.00538
4 0.00013 0.00022 0.00130 0.98267
mode 1 2 3 4
1 0.8116-i0.31848 -0.03269+i0.06305 0.19798-i0.19943 -0.02984-i0.02939
2 -0.0353+i0.04318 -0.97654-i0.012484 0.049312-i0.05171 -0.00374-i0.0542
3 -0.0107+i0.02161 0.00555-i0.000163 0.98451+i0.057484 -0.07223-i0.01279
4 0.01038-i0.004904 0.01435+i0.003797 -0.02651+i0.02441 -0. 9912+i0.03034
振動與噪音研究室國立屏東科技大學機械工程系
應用旋轉角加速度計於實驗模態分析 -- 陳柏宏mode 1 2 3 4
1 0.21651 0.011810 0.051631 0.058139
2 0.43073 0. 85164 0.21397 0.025553
3 0.017026 0. 26937 0.76260 0.15772
4 0.029880 0.0054130 0.098869 0.57867
mode 1 2 3 4
1 0.46514+i0.01218 0.10742+i0.016514 -0.22457-i0.034638 0.22819-i0.077887
2 0.65617-i0.013133 0.92244-i0.027165 0.46208-i0.021152 0.11141-i0.11463
3 -0.11416-i0.06319 -0.51804-i0.031641 -0.87325+i0.00614 -0.39709-i0.00628
4 0.16290+i0.05783 -0.06585+i0.03280 0.30734+i0.066423 0.75032+i0.12526
振動與噪音研究室國立屏東科技大學機械工程系
圓形截面懸臂樑實驗模態分析 -- 林朝乾0.4m
ψ0.008m
振動與噪音研究室國立屏東科技大學機械工程系
圓形截面懸臂樑實驗模態分析 -- 林朝乾
材料 鋼長度 L=0.4 m
直徑 D=0.008m
密度 8899.4 kg/m3
楊氏係數 190 x mN 39 /10蒲松比 ν =0.3
儀器種類名稱 類別型號雙頻道訊號分析儀 BK-3550
衝擊鎚 BK-8202
加速度計 PCB-309A
電荷放大器 PCB-480E09
曲線嵌合軟體 LMS-CADA-PC
實驗模態分析使用之儀器設備
實驗之材料
懸臂樑實驗設備之架構圖
振動與噪音研究室國立屏東科技大學機械工程系
圓形截面懸臂樑實驗模態分析 -- 林朝乾
1. 頻率響應函數 (FRF) 驗證
0 400 800 1200 1600
1 .0E -6
1 .0E -5
1 .0E -4
1 .0E -3
1 .0E -2
1 .0E -1
1 .0E+0
1.0E+1
1.0E+2
振動與噪音研究室國立屏東科技大學機械工程系
圓形截面懸臂樑實驗模態分析 -- 林朝乾
2. 關聯性函數 (Coherence Function) 驗證
0.00 400.00 800.00 1200.00 1600.00
0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
0.00 400.00 800.00 1200.00 1600.00
0.80
0.84
0.88
0.92
0.96
1.00
cohe
renc
e
振動與噪音研究室國立屏東科技大學機械工程系
圓形截面懸臂樑實驗模態分析 -- 林朝乾
模態數 實驗值(Hz) 理論值(Hz) 誤差值百分比(%)1 30.3 32.324 6%2 208 202.55 -2%3 580.20 567,43 -2%4 1130 1112.1 -1.7%
模態數 實驗值 修正值(Hz)1 13.97% 10.81%2 0.55% 0.091%3 0.28% 0.115%4 0.30% 0.215%
振動與噪音研究室國立屏東科技大學機械工程系
圓形截面懸臂樑實驗模態分析 -- 林朝乾
0.00 4.00 8.00 12.00 16.00 20.00
0.00
1.00
2.00
3.00
0.00 4.00 8.00 12.00 16.00 20.000.00 4.00 8.00 12.00 16.00 20.00
0.00
1.00
2.00
3.00
0.00 4.00 8.00 12.00 16.00 20.00
0.00 4.00 8.00 12.00 16.00 20.00
0.00
1.00
2.00
3.00
0.00 4.00 8.00 12.00 16.00 20.00 0.00 4.00 8.00 12.00 16.00 20.00
0.00
1.00
2.00
3.00
0.00 4.00 8.00 12.00 16.00 20.00
振動與噪音研究室國立屏東科技大學機械工程系
圓形截面懸臂樑實驗模態分析 -- 林朝乾Mode 1 2 3 4
1 0.525 0.151 0.0335 0.0122
2 0.0585 0.554 0.0160 0.148
3 0.0417 0.0707 0.604 0.0754
4 0.0457 0.0268 0.187 0.345
Mode 1 2 3 4
1 0.717 -0.103i -0.3.84 0.0597i 0.183 -0.00991i 0.110 -0.0122i
2 0.241 0.0214i -0.728 -0.157i -0.0840 -0.0945i -0.385 0.0140i
3 -0.187 0.0821i -0.265 0.0227i 0.767 -0.127i 0.265 -0.0721i
4 0.196 0.0857i 0.132 0.0969i 0.432 0.00856i -0.560 -0.176i