傳感器在小型結(jié)構(gòu)模態(tài)分析中的應(yīng)用是通過測量結(jié)構(gòu)在激勵下的響應(yīng)來確定其模態(tài)參數(shù)，從而了解結(jié)構(gòu)的動態(tài)特性。
激勵與響應(yīng)測量：對小型結(jié)構(gòu)施加一定的激勵力，使其產(chǎn)生振動響應(yīng)。激勵方式可以是力錘敲擊、振動臺激勵等。傳感器則負(fù)責(zé)測量結(jié)構(gòu)在激勵下的各種響應(yīng)信號，如加速度、應(yīng)變、位移等。通過分析這些響應(yīng)信號與激勵力之間的關(guān)系，來獲取結(jié)構(gòu)的模態(tài)信息。
模態(tài)參數(shù)識別：基于測量得到的響應(yīng)數(shù)據(jù)，運(yùn)用各種信號處理和數(shù)學(xué)分析方法，如快速傅里葉變換（FFT）、功率譜密度分析、頻響函數(shù)估計等，識別出小型結(jié)構(gòu)的固有頻率、振型和阻尼比等模態(tài)參數(shù)。這些參數(shù)能夠表征結(jié)構(gòu)的固有振動特性，反映其在動態(tài)載荷下的行為表現(xiàn)。
航空航天：
飛行器結(jié)構(gòu)設(shè)計：小型飛行器的機(jī)翼、機(jī)身結(jié)構(gòu)等在飛行過程中會受到復(fù)雜的空氣動力和發(fā)動機(jī)振動激勵。通過傳感器進(jìn)行模態(tài)分析，可確定其固有頻率和振型，避免與激勵頻率發(fā)生共振，確保飛行安全，提高結(jié)構(gòu)的疲勞壽命和可靠性。
航空發(fā)動機(jī)部件測試：航空發(fā)動機(jī)中的小型渦輪葉片、燃燒室等部件，在高溫、高速運(yùn)轉(zhuǎn)條件下的模態(tài)特性對發(fā)動機(jī)的性能和穩(wěn)定性至關(guān)重要。傳感器測量其模態(tài)參數(shù)，有助于優(yōu)化部件設(shè)計，防止因振動導(dǎo)致的損壞和故障。
汽車工業(yè)：
汽車零部件研發(fā)：汽車的懸掛系統(tǒng)、傳動軸、發(fā)動機(jī)支架等小型結(jié)構(gòu)件，其模態(tài)特性直接影響汽車的行駛舒適性和操控穩(wěn)定性。利用傳感器進(jìn)行模態(tài)分析，可優(yōu)化零部件的結(jié)構(gòu)和材料，降低振動和噪聲，提高汽車的整體性能。
新能源汽車電池包設(shè)計：新能源汽車的電池包作為關(guān)鍵部件，其結(jié)構(gòu)模態(tài)會影響電池的使用壽命和安全性。通過模態(tài)分析，使用傳感器監(jiān)測電池包在不同工況下的振動響應(yīng)，優(yōu)化其結(jié)構(gòu)設(shè)計，提高電池包的抗振性能。
機(jī)械制造：
精密機(jī)床部件分析：小型精密機(jī)床的主軸、刀具等部件的模態(tài)特性會影響加工精度和表面質(zhì)量。利用傳感器進(jìn)行模態(tài)分析，可優(yōu)化部件的結(jié)構(gòu)和材料，提高機(jī)床的動態(tài)性能，減少加工誤差。
微納制造設(shè)備研發(fā)：在微納制造領(lǐng)域，如微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）等小型結(jié)構(gòu)的模態(tài)特性對其制造精度和性能有重要影響。傳感器可用于測量和分析這些結(jié)構(gòu)的模態(tài)參數(shù)，為設(shè)備的設(shè)計和優(yōu)化提供依據(jù)，提高微納制造的質(zhì)量和效率。
建筑與橋梁：
古建筑保護(hù)：對于小型古建筑結(jié)構(gòu)，如木構(gòu)架、磚石砌體等，通過傳感器進(jìn)行模態(tài)分析，可了解其在環(huán)境激勵下的振動特性，評估結(jié)構(gòu)的健康狀況，為古建筑的保護(hù)和修復(fù)提供科學(xué)依據(jù)。
小型橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測：小型橋梁在使用過程中會受到車輛荷載、風(fēng)荷載等激勵。傳感器可實(shí)時監(jiān)測橋梁結(jié)構(gòu)的模態(tài)參數(shù)變化，及時發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的損傷和病害，為橋梁的維護(hù)和管理提供技術(shù)支持。
