悬臂梁的固有频率及悬臂梁的模态-王德雅-实验三

资 源 简 介

悬臂梁的固有频率及悬臂梁的模态-王德雅-实验三

详 情 说 明

悬臂梁的固有频率及模态分析是结构动力学中的基础实验内容。固有频率是指结构在自由振动时的自然频率，而模态则描述了结构在特定频率下的振动形态。

固有频率的测量通常可以通过激励悬臂梁并记录其响应信号来实现。通过快速傅里叶变换（FFT）分析响应信号，可以提取出悬臂梁的前几阶固有频率。

模态分析则进一步研究结构在不同频率下的振动形态。悬臂梁的振型图可以直观地展示各阶模态下的变形情况。例如，一阶模态通常表现为悬臂梁自由端的单一弯曲振动，而高阶模态则可能出现多个节点和反节点。

实验过程中，需要注意边界条件的模拟，确保悬臂梁的固定端约束接近理想状态。此外，激励方式（如锤击法或激振器）以及传感器的布置也会影响测量结果。

振型图的绘制可以通过多点测量或光学测量方法获取位移数据，再结合模态分析软件实现可视化。这一过程不仅能验证理论计算结果，还能帮助工程师优化结构设计以避免共振问题。