畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告

1、課題的目的及意義
模態(tài)分析是將線性定常系統(tǒng)振動(dòng)微分方程組中的物理坐標(biāo)變換為模態(tài)坐標(biāo)，使方程組解耦，成為一組以模態(tài)坐標(biāo)及模態(tài)參數(shù)描述的獨(dú)立方程，以便求出系統(tǒng)的模態(tài)參數(shù)。模態(tài)分析是研究結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的一種近代方法，是系統(tǒng)辨別方法在工程振動(dòng)領(lǐng)域中的應(yīng)用。模態(tài)是機(jī)械結(jié)構(gòu)的固有振動(dòng)特性，每一個(gè)模態(tài)具有特定的固有頻率、阻尼比和模態(tài)振型。這些模態(tài)參數(shù)可以由計(jì)算或試驗(yàn)分析取得，這樣一個(gè)計(jì)算或試驗(yàn)分析過程稱為模態(tài)分析。模態(tài)參數(shù)如果是由有限元計(jì)算的方法取得的，則稱為計(jì)算模態(tài)分析；如果通過試驗(yàn)將采集的系統(tǒng)輸入與輸出信號(hào)經(jīng)過參數(shù)識(shí)別獲得模態(tài)參數(shù)，稱為試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析。通常情況下，模態(tài)分析都是試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析。
通過模態(tài)分析方法搞清楚了結(jié)構(gòu)物在某些易受影響的頻率范圍內(nèi)各階主要模態(tài)的特性，就可能預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)物在此頻段內(nèi)在外部或內(nèi)部各種振源作用下實(shí)際振動(dòng)響應(yīng)。因此，模態(tài)分析是結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)及設(shè)備的故障診斷的重要方法。對(duì)于任一機(jī)械系統(tǒng)或工程結(jié)構(gòu)，無論是在設(shè)計(jì)階段還是在使用過程中，常常需要工程技術(shù)領(lǐng)域的研究人員準(zhǔn)確而迅速地計(jì)算、分析、測(cè)試并預(yù)測(cè)它們的振動(dòng)特性。研究機(jī)械系統(tǒng)或工程結(jié)構(gòu)在動(dòng)態(tài)激勵(lì)下所表現(xiàn)出來的振動(dòng)特性，是模態(tài)分析的基本任務(wù)。模態(tài)分析的目的就在于研究這些振動(dòng)產(chǎn)生的原因、分析其運(yùn)動(dòng)規(guī)律，了解振動(dòng)對(duì)機(jī)械系統(tǒng)以及工程結(jié)構(gòu)的影響，尋求控制、消除振動(dòng)或利用振動(dòng)的方法，最后達(dá)到機(jī)械系統(tǒng)或工程結(jié)構(gòu)能夠可靠地工作，并具有良好的動(dòng)態(tài)性能。
模態(tài)分析的最終目標(biāo)在是識(shí)別出系統(tǒng)的模態(tài)參數(shù)，為結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的振動(dòng)特性分析、振動(dòng)故障診斷和預(yù)報(bào)以及結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供依據(jù)。通過分析結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)特性可建立結(jié)構(gòu)在動(dòng)態(tài)激勵(lì)條件下的響應(yīng)預(yù)測(cè)模型，預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)在實(shí)際工作狀態(tài)下的工作行為及其對(duì)環(huán)境的影響。在機(jī)械設(shè)計(jì)中，人們普遍關(guān)心的動(dòng)強(qiáng)度問題、設(shè)備操作或使用的舒適性問題、噪音問題、工作效率問題以及疲勞壽命問題等，都可能應(yīng)用到模態(tài)分析方法。
模態(tài)分析技術(shù)的應(yīng)用可歸結(jié)為以下幾個(gè)方面：
1) 評(píng)價(jià)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性；
2) 在新產(chǎn)品設(shè)計(jì)中進(jìn)行結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性的預(yù)估和優(yōu)化設(shè)計(jì)；
3) 診斷及預(yù)報(bào)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的故障；
4) 控制結(jié)構(gòu)的輻射噪聲；
5) 識(shí)別結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的載荷。