什么是模态分析？

模态分析是一种研究结构和系统动态行为的方法。它有助于工程师了解振动的自然模式和对外力的响应。借助此方法，工程师能够使系统更安全、更高效、更舒适。

工程师经常使用试验模态分析来测量他们正在设计的结构的动态响应。模态测试涉及用已知的输入信号激励结构，并用传感器测量其响应。一种试验方法是冲击测试。在该测试中，冲击锤会对结构进行激发，产生的振动由加速度计捕获。收集的数据后续会被处理以提取系统的固有频率。

使用 MATLAB^®，您可以通过估计频率响应函数、固有频率、阻尼比和模态振形进行实验模态分析。

在模态分析中，固有频率表示结构或系统受到扰动时自然振动的频率。模态振形描述与这些固有频率相关联的位移和形变的空间分布。Signal Processing Toolbox™ 提供根据试验数据确定频率响应和模态振形的函数。

模态分析的工业应用

模态分析是许多产品和行业开发过程的关键部分：

• 航空航天：研究空气动力和结构动力学之间的交互有助于确保稳定性，避免颤振和其他现象。持续的组件分析可以预测和检测问题，提高可靠性和安全性。
• 汽车：降低噪声、振动和粗糙度可以改进乘坐感受、车辆舒适性和乘客体验。
• 建筑物：风等自然现象和步行、驾驶等人类活动会使大型结构（如桥和摩天大楼）达到故障点。设计具有适当阻尼的结构对其安全性至关重要。
• 消费类设备：适当的振动控制可以防止机器移动和产生过多的噪声。