微悬臂梁的激励与动态特性研究

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1、分类号学号M201270387学校代码10487密级硕士学位论文微悬臂梁的激励与动态特性研究学位申请人：王金云学科专业：机械电子工程指导教师：史铁林教授廖广兰教授答辩日期：2015.05.14AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreefortheMasterofEngineeringResearchontheExcitationandDynamicCharacteristicsofMicroCantileverBeamCandidate:WangJin

2、yunMajor:MechatronicEngineeringSupervisor:ProfessorShiTielinProfessorLiaoGuanglanHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan,Hubei430074,P.R.ChinaMay,2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确

3、方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要微米

4、尺寸结构应用广泛，非常规的使用环境对其动态特性要求比宏观结构高，依然采用宏观结构测振系统无法满足对微小结构的有效激励与测振。针对实际测试需求，本文搭建了以压电底座激励和多普勒激光技术相结合的微结构测试系统，实现微悬臂梁前七阶固有振动的有效激励和模态参数的提取，探究微悬臂梁不同区段厚度变化对动态特性的影响。论文工作如下：（1）对微结构激励方法、振动检测技术及试验模态估计方法进行了综述，对基于压电陶瓷的激励方式与多普勒测振原理进行了详细介绍，并完成了测振系统中的各部分选型和整体搭建。设计了微悬臂梁对比实验并选择可行的尺寸控制方法，有限元方法计

5、算出固有频率受厚度尺寸的影响，仿真证明了宽度方向的尺寸微小变化对测试结果的影响可以忽略。（2）建立了微悬臂梁频响函数测试误差模型，选择了合理频响估计。采用快速正弦扫描激励，完成了微悬臂梁振动测试，由频响函数计算出脉冲响应，引入最小二乘复指数法进行模态分析，建立了极点稳态图，并依据模态判断准则合理挑选出极点，实现了模态参数计算。完成对照实验中不同厚度微悬臂梁的模态参数提取，并详细分析了不同区段厚度变化对各阶固有频率的影响规律。本文研究工作完善了微尺寸结构的实验模态分析方法，对推动动态特性测试技术的发展具有一定意义。关键词：模态分析动态特性测

6、试固有频率压电底座激励_________________________________________________________________________________________________I华中科技大学硕士学位论文ABSTRACTMicrosizestructuresarewidelyusedinnonconventionalenvironment,whichrequirestheirdynamiccharacteristicstobehigherthanthemacrostructures.Themacros

7、tructurevibrationmeasurementsystemcannotmeettheeffectiveexcitationandvibrationmeasureofmicrostructures.Accordingtotheactualneed,thisthesisconstructsatestingsystemcombinedpiezoelectricbasedexcitationwithDopplerlasertechnology.Realizeeffectiveexcitationofsevenordernaturalvi

8、brationandextractionofmodalparametersonmicrocantileverbeams,exploretheinfluenceofdifferentsectio