FRF影响因素分析

通过单自由度的FRF，我们已经清楚了FRF不同区域受不同因素控制。这些因素主要是刚度、质量和阻尼，它们是怎么影响FRF的呢？在这以位移表示单自由度系统的FRF（动柔度）为例来说明FRF的影响因素。

如图5-16所示，刚度的增加会导致共振频率的提高（这一点从频率计算公式很容易理解），并且降低了频响函数在低频段的幅值。因为频响函数低频段刚度的影响具有支配性，因此把这段区域叫作刚度线或者柔度线。

如图5-17所示，增大质量会降低共振频率，同时也降低了频响函数在高频段的幅值。由于质量对高频段曲线起支配作用，所以单自由度系统的频响函数的高频段叫作质量线。

这时如果再回看第5.2.6小节中的3个模态的分解形式，则会发现频率越高，低频段的幅值越小，而高频的幅值越大，这也正是考虑了以上两个因素的结果。

如图5-18所示，增加阻尼会使得共振频率略有减少，但是它的主要作用是减小频响函数在共振点的幅值，同时使得相位的改变较为平缓。

图5-16 刚度对单自由度系统FRF的影响

图5-17 质量对单自由度系统FRF的影响(www.xing528.com)

如果阻尼为零，在共振点振动幅度将趋向无穷大，相位会突变180°，而且系统的极点将成为纯虚数，其大小等于无阻尼固有频率。但是阻尼越大，相位过渡越平滑，如图5-19所示。

图5-18 阻尼对单自由度系统FRF的影响

图5-19 阻尼对相位的影响

很多时候，人们通过相位的变化来判断是不是模态极点，如果是无阻尼的情况可能相位变化较明显，但如果有阻尼，或者阻尼特别大，这时再使用相位判定可能会不准确，因为此时相位会平滑过渡。

明白以上规律，可以帮助我们在遇到实际问题时（如故障排除）明白应该朝哪个方向着手改进，如到底是增加刚度，还是质量或者加阻尼了。