锤击法试验模态分析系统由激励力锤、电荷放大器、数据信号采集系统及模态分析系统组成。平面弹性管束的模态测试试验原理如图1-14所示,通过带有力传感器的力锤敲击平面管束不同测试点,实现结构的宽频激励,激励信号通过电荷放大器后由数据信号采集系统记录。同时,通过响应点的加速度传感器采集平面弹性管束的响应信号,并通过系统记录,从而完成激励信号及结构响应信号的滤波、放大以及A/D(模/数)转换。
图1-14 平面弹性管束的模态测试试验原理
由于平面弹性管束的质量和体积都比较小,因此在锤击法试验测试中,采用加速度传感器采集管束的响应信号。考虑到传感器的布局及数量,采用多点依次激励,单点响应的方式,即把加速度传感器安装在平面管束的某一个固定测试点(即响应点)上,依次对每个测试点进行敲击激励,得到激励点和响应点之间的频响函数,从而进行模态分析。
在本次试验中,激励力锤的锤头使用不锈钢锤头,锤头采用PCB力传感器,电荷放大器采用ONOSOKKI(小野)的型号,自由端响应采用加速度传感器PCB-W352C65,数据信号采集及模态分析系统采用Coinv-DASP-MAS。
图1-15所示为平面弹性管束模态测试现场,取最上排平面管束作为研究对象,管束的入水口和出水口固定支撑在换热器管程的入水管和出水管上,与整个换热器相连。由于换热器质量较大,其固有频率远小于平面管束的低阶频率范围,从而对平面弹性管束的固有特性影响较小。试验所选用管束的结构尺寸为表1-4中1号平面弹性管束结构。
图1-15 平面弹性管束模态测试现场