论文摘要
模态是机械结构的固有振动特性，每一个模态具有特定的固有频率、阻尼比和模态振型。这些模态参数可以由计算或试验分析取得，这样一个计算或试验分析过程称为模态分析。试验模态分析是目前识别实际结构的动力特性和解决复杂结构动力设计的重要手段，但试验模态分析只能在结构制造出来之后进行，对于车体这样的大型结构一旦确定，很难改变其动态特性，而且对于大型复杂产品试验成本较高。本论文提出“虚拟模态试验(Virtual Experiment Modal Analysis：VEMA)”技术，利用虚拟样机模型，在计算机上模拟激励信号，实现虚拟模态试验，从而在产品设计阶段预测结构动态特性，指导设计方案的修改，降低局部振动品质，同时为物理样机的模态试验做准备。这将对提高产品的动态性能，加快产品开发周期，增强企业竞争力具有重要的现实意义。本文论述了计算模态分析及试验模态分析基本理论，将计算模态分析与试验模态分析相结合，提出“虚拟模态试验”技术。通过有限元法求解结构在激励信号作用下的频率响应结果，得到测点的频响函数，然后采用模态参数辨识方法得到结构的固有频率、阻尼比和振型；通过两个标准算例验证该技术的可行性；建立铁路客车车体的模态试验仿真模型，进行了计算模态分析，并采用“虚拟模态试验”方法，创建激励信号，对客车车体模型进行虚拟模态试验，确定激励和响应的最佳位置，对局部模态进行了分析。虚拟模态试验技术具有一定的应用前景。