2 實驗模態(tài)分析

實驗模態(tài)分析是若干工程學科的綜合，它通過建立試驗“裝置”、估計頻響函數、系統識別、識別結果驗證4 個步驟得到系統的模態(tài)參數：固有頻率、振型、模態(tài)阻尼等。實驗模態(tài)分析的結果經常被用來檢驗有限元分析模型的有效性和正確性。為了檢驗本文所建立的對象PCB 組件的有限元分析模型的有效性和模態(tài)分析結果的正確性，對該PCB 組件進行了實驗模態(tài)分析。

2.1 實驗模態(tài)分析系統

本文采用的模態(tài)試驗系統由激振器、力傳感器、夾具、試驗對象、激光測振儀(IVS200)、動態(tài)信號分析儀(DP730)、數據采集記錄軟件(SignalCalc730)/模態(tài)分析軟件(ME’Scope V4)及PC 構成，如圖6 所示。

圖6 試驗模態(tài)分析系統的構成

為了使得實驗模態(tài)分析中對象PCB 組件的邊界條件與有限元模態(tài)分析中的邊界條件一致，將對象PCB 組件通過4 個15mm 高的壓鉚螺母柱用螺釘固定在夾具板上。具體如圖7 所示。實驗過程采用正弦掃頻激勵試驗對象，通過激光測振儀來采激PCB 組件的響應，有動態(tài)信號分析儀和數據處理軟件來計算PCB 組件上各點的頻率響應函數(FRF)，最后利用模態(tài)分析軟件從中辨識系統的模態(tài)參數。

圖7 對象PCB 組件在夾具上的安裝

2.2 實驗模態(tài)分析結果

選取對象PCB 組件上距離相等的若干個點，通過逐點掃描的方式獲得各點的頻率響應函數(FRF)，進而辨識出PCB 組件的模態(tài)參數。具體辨識結果列在表3 中。

表3 實驗模態(tài)分析結果

圖8 PCB 組件第1 階振型(EMA)

圖9 PCB 組件第2 階振型(EMA)

圖10 PCB 組件第3 階振型(EMA)