基于试验模态分析法的摩托车发动机动态特性研究
【摘 要】试验模态分析法是研究物体在激励下动态响应特性的一类基本方法。本试验通过该方法，以大阳牌摩托车发动机总成作为研究对象，求得发动机结构的传递函数并提取模态参数，得到发动机总成的固有频率和振型，为更深层次的动力学研究打好基础，同时研究锤击法的适用条件。为确保试验结果的真实性和有效性，利用有限元模态分析法对结果进行验证，对比两类方法结果，最终确定发动机总成的固有频率和振型。
【关键词】试验模态，锤击法，有限元法
一、前言
模态分析技术在汽车结构的振动特性分析、振动控制、故障诊断和预报以及噪声控制等方面有着十分广泛的应用。随着电子技术与计算机技术的迅速发展，模态分析已成为解决复杂结构故障诊断问题的主要工具。该方法分为试验法和计算法，分别对应于模态试验和有限元法，产生了试验建模和数学建模。
摩托车发动机作为摩托车的动力源和结构核心，其动态特性决定了摩托车整体性能的好坏。随着技术的不断进步，更高的强度、更轻的质量以及更小的空间占有率都推动着整个发动机行业的发展，而模态分析作为发动机动力学的基础，起到了至关重要的作用。
二、锤击法结构模态分析
（一）锤击法结构模态分析基本理论
试验模态以线性振动理论为基础，综合运用动态测试和数字信号处理等技术对结构模态参数加以辨识。其一般流程是采用实际实验的方法，对结构施加一定的激励使结构产生一定的振动响应，利用相关的仪器设备测量得到结构的响应，进行相关模态参数识别，从而进一步分析和解决实际振动问题。
（二）试验模态系统组成及试验方案介绍
1、试验模态系统组成
试验模态系统一般由激励设备、传感器、信号采集设备以及模态分析系统组成。本试验研究对象为大阳牌摩托车单缸发动机总成，包括缸体和缸盖两部分，其间垫有金属垫片，并由单个螺栓连接，表面分布有大量散热片，整体结构较复杂。
2、试验方案介绍
（1）测量方案
测量方案采用锤击模态分析法，通过对发动机整体、缸体、缸盖以及局部单个散热片的四组模态实验全面探究发动机结构的动态特性，其结果理论上能够反映整个发动机总成的动态特性。而锤击法的适用条件中关键的一点是保证结构的线性规律，固还需进行验证性试验。
（2）验证方案
验证材料属性对结构模态分析的影响：选取不同材料属性的敲击点作为唯一变量，分别选定位于缸体和...
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