● 摘要
振动试验是考核产品可靠性的一个重要组成部分，传感器和激振器的布置对试验的控制和试验的结果有着举足轻重的影响。因此，对振动试验中传感器和激振器的布置方法进行研究具有很强的现实意义。 本文分析了国内外多个学科领域中传感器和激振器布置技术的研究现状和发展趋势，围绕振动试验中的传感器和激振器的布置方法展开了研究，目的在于最终寻找一种工程中切实可行又方便易用的布局方法。 文章在振动系统基本理论和振动模态分析理论的基础之上，建立了系统在物理坐标下和模态坐标下的两种模型，分析了这两种模型的状态空间描述，确定了两种模型下的系统可控性可观性判据，并进一步提出了振动系统可控性可观性的度量方法。 本文基于振动试验中最基本的原始工程模型，使用有限元工具NASTRAN建立系统模型并进行模态分析，提出了一种获取系统模型的质量矩阵和刚度矩阵以及阻尼矩阵等参数的方法。此外，文中还应用了模态分析的结果以及系统的可控可观性理论实现了对试件表面传感器和激振器布置点的初步筛选。 最后，本文借鉴了模态试验中的成熟理论，提出使用了 范数、 范数和Hankel范数三种系统范数来建立系统传感器和激振器的布局指数并形成布局矩阵，从而定量地度量振动试验中试件上传感器和激振器布置点的重要度，实现对布置点的进一步筛选。文中还采用了相关性指数，对筛选出的传感器和激振器的位置进行检验，并通过实例对优化配置后的传感器和激振器进行了分析。