文档介绍：商用车驾驶室模态试验研究
赵永宏王永利周文超
(一汽技术中心)
摘要:文章详细介绍了利用 LMS 模态测试系统测试商用车驾驶室模态参数的方法、过程,并介绍了使用模
态判定准则 MAC 和复杂度因子评价模态参数的可靠性。
关键字:模态测试商用车驾驶室模态模态判定准则复杂度
1 前言
在商用车驾驶室的开发设计过程中,驾驶室性能的要求越来越高,不但要满足其刚度性能,还要
考虑其舒适性、安全性。驾驶室的模态参数是控制驾驶室舒适性的重要指标。
商用车驾驶室的结构是由许多薄板冲压后焊接在一起,形成一个空腔结构,用传统的数学方法估
计驾驶室的模态参数很困难。只有应用有限元计算的方法去计算驾驶室的模态,而有限元方法是基于
有限自由度的基础上计算的模态参数,显然不能得到驾驶室模态参数的精确值,需要由试验的方法来
验证分析的结果。目前国际上测试模态的系统有很多种,
递函数能有效的辨识出系统的模态参数,,容易使用[1]。文章详细的介绍
。
2 试验方法
试验设备
模态试验的仪器主要有比利时 LMS 模态测试分析软件系统,60 通道数据采集系统,KISTLER 加速
度传感器,MB 激振器。
驾驶室悬挂方式与传感器布置
驾驶室用橡皮筋悬挂(见图 1),使驾驶室处于自由-自由状态。传感器布置原则是要尽量布置
在振动量大及能反映驾驶室外观特征的位置上,因此传感器布置在驾驶室的侧围、前围、后围、顶棚
和地板上(见图 2)。激振点选择在驾驶室后悬置上,采用一个激振器,激振信号采用猝发随机信号(见
图 3),激振频率带宽为 1~200Hz。

图 1 驾驶室悬挂和激励方式

N
Real
Amplitude

-

s
图 2 车身上测点布置
图 3 猝发随机激励信号曲线

3 试验结果
试验测量的频响函数及相干性系数曲线(见图 4),试验数据分析带宽取为 24~100Hz,在分析带宽
范围内相干性系数接近 1,表明输入和输出信号间存在着很好的线性关系,测试系统是正确可靠的;在
相干系数中的 a、b、c 三点的相干值下降,但是这三点的值对应频响函数中 A、B、C 三点,是频响函数
的波谷,而模态分析只对频响函数的波峰感兴趣,所以这三点对模态分析影响很小。
由于悬挂系统引起的刚体模态为 ,小于结构一阶模态()的 10%,所以悬挂引起的
刚体模态对测试系统的模态分析影响很小,可以忽略。根据频响函数曲线采用最小二乘法驾驶室系统的
模态参数,驾驶室的前九阶模态频率和模态阻尼见表 1,相应的模态振型见图 5。驾驶室的一阶模态频
率为 ,振型为扭转,二阶为频率为 ,振型为弯曲。其余模态为局部模态。