TB／T 3502-2018 标准规范下载简介

TB／T 3502-2018 铁道客车及动车组模态试验方法及评定

7.1整备车辆应符合以下要求

7.2车体结构应符合以下要求

CECS 491-2017-T 埋地排水用螺纹钢管管道工程技术规程TB/T3502—2018

a）车体结构通过弹性元件支撑。 b）车体结构模态试验的支撑方式应符合柔性边界。柔性边界支撑方式近似模拟自由状态，支撑 系统的固有频率应小于车体结构一阶固有频率的30%。 c） 支撑点应选在车体结构刚度较大的节点处（如二系簧座等），避免车体结构支撑的静应力引起 结构刚度变化。 d）车体结构的支撑方向应为车体垂向。 e）支撑连接件的屈服强度安全系数不应小于4。

试验系统包括3部分：激励系统、测量系统和分析系统。 3.2激励系统

试验系统包括3部分：激励系统、测量系统和分析系统。 8.2激励系统

8.2.3激振器激励系

8.2.3.3功率放大器

功率放大器应符合以下要求： a）功率放大器应与所用的激振器相匹配，具有高输出阻抗； b）在试验频率范围内，频响特性为线性。

8.2.3.4信号发生器

信号发生器有模拟式和数字式两大类，信号发生器应能产生与试验要求相适应的工作频带、激 形及幅值。

测量系统一般由测量传感器、信号放大器和数据采集装置等组成。

测量系统一般由测量传感器、信号放大器和数据采集装置等组成 8.3.2测量传感器 8.3.2. 1加速度传感器

加速度传感器的使用及安装应符合以下要求：

a）量程及使用频率范围满足测试要求，线性度偏差不大于2%，频响偏差不大于5%； 有足够的灵敏度和较强的抗干扰能力，传感器质量和惯性特性应尽量小，以减少附加质量对 被试对象的影响； C) 灵敏度应稳定，温度灵敏度偏差不大于1%，横向灵敏度应小于测量方向灵敏度的5%； d) 对使用环境条件（如湿度、温度、磁场、电场、声场等）的影响不敏感； 传感器安装可通过胶（或另加绝缘垫块）或双面胶纸（适用于频率低于400Hz）等方法固定在 被试对象上，安装应牢固，在传感器主轴方向应是刚性的，不应有松动或滑移； f) 传感器应与车辆绝缘，并保证测量系统单点接地； 连接传感器的低噪声电缆应安装可靠，并将电缆固定。

8.3.2. 2位移传感器

8.3.23应变传感器

8.3.2.4力传感器

力传感器的使用应符合以下要求： a）量程及使用频率范围满足测试要求，线性度偏差不大于2%，频响偏差不大于5%； b）力传感器安装时，其主轴灵敏度方向应与激振轴线方向重合

信号放大器的功能是对信号进行放大和滤波，应符合以下要求： a）频率范围应满足试验要求； 非线性度不大于1%； c） 动态范围大于60dB；

8.3.4数据采集装置

数据采集装置应符合以下要求： a 模拟信号采样前应加模拟式抗混淆滤波器，滤波器的截止频率应大于最高分析频率且应尽量 接近分析频率，频带外的衰减率应大于12dB/oct。 b） 采样率f.（Hz)应根据所处理信号的类型、最高分析频率f.（Hz）、硬件条件等来选择。 般为： 一正弦信号：f.=（5~100)f.x，采样点数应保证每顿信号为整周期； 随机信号：f.=(2.5~4)fx; 一瞬态信号： f.=(5~10)f.m

8. 4. 1 基本配置

分析系统应包括： a）控制系统：实现激励信号控制。 b）数据预处理模块：实现数据预处理。 c）模态分析软件：几何模型的建立，模态参数识别以及振型动画显示等

正弦信号的处理一般利用三 能部分离计算法，部数字湘天滤波法，计 号的实、虚部，直接计算输入输出的比值得到频响函数，加窗处理一般采用汉宁窗（HanningWindow）。

8.4.2.2随机信号处理

随机信号首先进行加窗处理，一般选用汉宁窗，再进行FFT自谱、互谱分析，经若干次平

8.4.2.3脱态信号处理

试验系统还应符合以下要求： a）数模转换器和模数转换器字长至少12位； b）激励系统、测量系统所用仪器设备应由具有检定、校准资质的机构检定合格，并在有效期 使用。

试验系统还应符合以下要求：

测点沿车体纵向均匀布置或选择特征部位布置7个（A~G)及以上截面，每个截面不应少于8 点，每个测点分垂向和横向布置传感器。测点布置参见图2。

图2车体测点布置示意图

为测定转向架的浮沉和点头频率，在转向架构架的两侧梁上分别布置5个及以上垂向加速度传感 器，测点布置参见图3。

图3转向架测点布置示意图

激振器的安装应符合以下要求： a） 应保证有效施加预定方向的激振力，避免产生附加力矩或其他方向的力； b）应保证激振力的有效传递和减小耦合影响； c）加力连接件应为具有足够轴向刚度的柔性杆，确保激励力的有效传递和激振器的安全使用

10. 1. 2安装方式

固定式安装参见图4，激振器安装于基座或专用支架上，其安装系统频率大于试验上限步 2倍； b) 弹性式安装参见图5，用悬挂方式支撑激振器，其悬挂系统频率低于被试对象一阶固有频 20%。

图4固定式安装示意图

激振器的安装方向有两种： a）激励方向与坐标系主坐标轴一致； b）激励方向与坐标系主坐标轴倾斜。

图5弹性式安装示意图

激励点选择应符合以下要求： a) 应根据预分析结果或预试验结果来选定； 避开振型节点或节线，布置在各阶模态振型幅值相对较大的位置； c) 应布置在被试对象的主要受力构件上； d）应选择在刚性较大的连接部位：

TB/T3502—2018

e）各阶模态不能兼顾时，应对不同模态选择不同的激励点位置，分批进行试验； f） 宜采用多点激励； g）对模态密集或耦合较强的频带应选取多点激励。

....................

H(）一频响函数; F(）—输人激振力，单位为牛顿（N)； X（）输出加速度响应，单位为米每平方秒（m/s）。 单点正弦慢扫描试验时，频率以时间的线性函数或对数函数变化，过共振区的最大扫描速率按公 式（2）、公式（3）计算。

Smal——线性最大扫描速率，单位为赫兹每分（Hz/min）； Sma2—对数最大扫描速率，单位为倍频程每分（oct/min）： f,一—第r阶模态固有频率,单位为赫兹（Hz）；

10.4.2多点步进正弦证

Sml=216f.g Smz =310fg

测量中，在预先选定的频率范围内，从最低频到最高频选定足够数目离散的频率值，每次用一个频 率给出足够长时间的激励信号，频率步进式增加，以获得在这一系列特定的频率激励下被试对象固有 振动模态的稳态响应。 对于i个激励输入、j个响应输出的试验系统，进行n组不同大小和相位组合的正弦激励试验，频 响函数矩阵[H()1按公式（4)估计。

H()]=[X()][F()]T（[F()][F()])

[H（)]一频响函数矩阵； [F（)]一—输人激振力矩阵ixn); [X（）]——输出加速度响应矩阵（j×n）。 离散步进正弦激励时，在共振频率90%~110%范围内的频率步长和每一个频率的激励持续时间 应符合以下要求： a）最大频率步长按公式（5）计算

Afm.. =0. 64f.g

Afx最大频率步长，单位为赫兹（Hz）。 ） 每一个频率的激励持续时间不小于响应稳定所需时间和测量（包括信号采集）所需时间之和 响应稳定所需的最短时间t按公式（6)计算。

10.4.3多点随机激励

t... = 0. 11/)

多点随机激励法采用多台激振器同时进行随机激励，通过频响函数的线性组合，分离各阶模态，获 取模态参数。对于i个激励输入、i个响应输出的系统,频响函数矩阵[H()】按公式(7)计算。

[H)]频响函数矩阵； [G（）]——激励输人与响应输出的互功率谱密度矩阵(j×i); [G. ()]—激励输人自功率谱密度矩阵(ixi)。

10.4.4瞬态激励法

[H()] = [Gy(w)] [G.(w)]

瞬态激励法通常采用脉冲激励法、瞬态随机激励法等。瞬态激励信号通常由力锤激励或激振 动获得。 瞬态激励时，两次力脉冲之间的最小间隔时间mi不应小于瞬态响应初始幅值衰减到5%所需

一两次力脉冲之间的最小间隔时间，单位为秒（s

10. 4. 4. 2力锤激励

min = 0. 477/(f)

力锤激励应符合以下要求： a 激励频率应选在力谱平直范围内，通过更换锤头材料和配重改变力脉冲宽度和频率范围。 b) 激励方向应沿要求的施力方向，敲击时接触时间尽可能短，避免反弹冲击；连续激励时，其时 间间隔应保证响应信号衰减到初始最大值的5%。 c) 力信号应加力窗，响应信号应加指数窗。 d) 激励应使力和响应信号输出不超载并满足信噪比的要求。 e）应进行多组激励试验以提高试验结果的准确性

10.4.4.3激振器激励

瞬态随机激励信号由激振器的信号在短时间内切断产生。 瞬态激励时.按公式(7)计算频响函数。

10.4.5车辆振动试验台强迫激振法

10. 4. 5.1阶跃法

在车辆振动试验台上，根据振型的需要，对被试车辆的轮对进行阶跌激振，测定车体和转向架构架 的位移响应时间历程，阶跃激振响应后的自由衰减曲线见图6。根据响应曲线可计算出自振频率和相 应的阻尼比。 阻尼比按公式（9）计算

A。—起始波振幅值，单位为毫米（mm）； A4.—第n个波振幅值，单位为毫米（mm）

T。——第1个波周期，单位为秒(s)； o——所选衰减曲线起始点幅值，单位为毫米（mm）； t——所选衰减曲线起始点时间，单位为秒(s)。

10.4.5.2变频扫描法

根据振型的需要，利用车辆振动试验台对车轮进行正弦激振，测定车体和转向架构架的位移（或加 速度）响应。连续改变正弦激振的频率，扫频速度不应大于0.05Hz/s，记录连续变化的响应曲线，根据 车体或转向架构架的最大振动响应点的振动频率，确定该振型下的自振频率。在条件限制时允许离散 改变频率进行扫频，频率变化间隔不应大于0.5Hz，但在出现自振频率±0.5Hz范围内，频率变化间隔 不应大于0.1Hz。

10.4. 5.3随机法

在车辆振动试验台上用白噪声随机信号对轮对进行激振，通过测定车体和转向架构架的响应，计 算出频响函数自振频率。

10.4.6平直轨道块组合法

以不同的布置方式在被试车辆车轮下设置楔块，将车轮推上楔块并从最高处自由落下，使车辆 辰动，参见图7。楔块的最高处高度为5mm~7mm

图7平直轨道块组合法激振示意图

平直轨道上楔块的布置分为4种，分别在每一种楔块布置下进行测量。楔块布置参见图8。

11. 1 一般要求

模态参数识别方法应根据试验方法、被试对象的模态特性和试验数据的类型（时域或频域）选定 11.2常用模态参数识别方法 被试对象模态参数的识别宜采用但不局限于以下方法：最小二乘复指数法（LSCE法）、频域多输）

被试对象模态参数的识果 输出（MIMO）识别法、正交多项式法和复模态指示函数法

()——相干函数; Gyx（）——响应和激励信号的互功率谱密度估计； Gxx（）—激励信号的自功率谱密度估计； Gr（）—响应信号的自功率谱密度估计。 相干函数（）不应小于0.8。

H(w) =H.(w)

H(w) =H.(w)

CECS 590-2019-T 岩溶空洞泡沫混凝土充填技术规程式中： H（)——结构第j点激励、第i点响应的频响函数； H,()结构第i点激励、第 i点响应的频响函数。

12.4数据重复性检验

在同样的试验条件下进行多次测量，或用不同激励点激励的响应线性组合，检查试验结果的一 敏性。

12.5模态置信度检验

MAC(i,k)一一第i阶和第k阶模态之间的相关性； 1中，一一第i阶模态振型； 1中一一第k阶模态振型。 MAC值的范围为0~1。对于不同阶模态的两个向量，MAC值应小于0.2；对于同阶模态的两个向 MAC值应大于0.8。

整备车辆应满足以下两项要求之一 a）整备车辆的车体一阶垂向弯曲模态频率不应低于10.0Hz； b）整备车辆的车体一阶垂向弯曲模态频率与转向架的点头、浮沉频率的比值不应小于1.4。

试验报告应包含以下内容： a）任务来源； b）试验目的； 被试对象技术状态； d) 试验边界条件； e) 激励系统、测量系统配置； 0 激励点位置、方向、数量和激励信号； g） 测量传感器和测点的位置及方向； 试验方法； 试验步骤及过程； 试验结果GB/T 41899-2022 食品容器用涂覆镀锡或镀铬薄钢板质量通则 扫描版，包括模态频率、模态阻尼比、振型图； ） 试验结论。