模態空間係列（一）趣味解讀模態空間--你能為我解釋模態分析嗎?

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模態空間係列（一）趣味解讀模態空間--你能為(wei) 我解釋模態分析嗎?

在北京科尚儀(yi) 器官網發布模態空間係列文章及其中文翻譯，得到了的書(shu) 麵授權，Peter Avitabile教授擁有文章全部權利，北京科尚儀(yi) 器隻為(wei) 學習(xi) 教育目的而使用它們(men) 。如您轉載此係列中文翻譯，請保留本段的描述信息。

你能為(wei) 我解釋模態分析嗎?   

嗯…說來有點話長，但下麵的解釋人人都可理解

 

請我用簡單的概念來解釋模態分析，以便任何人都可以理解它，你不是第1個(ge) 人。簡言之，模態分析是一種方法，籍此，可以根據結構的頻率、阻尼和振型等固有屬性-其動態特性-來描述結構。這真夠拗口的，那我們(men) 來解釋這是什麽(me) 意思。不鑽技術牛角尖，我經常用一個(ge) 簡單平板的振動模態來解釋模態分析。對於(yu) 剛接觸振動及模態分析的工程師們(men) 來講，這種解釋向來有益。

 

考慮一個(ge) 自由支撐平板，施加常力於(yu) 平板一角。我們(men) 通常從(cong) 靜態的意義(yi) 上來看待一個(ge) 力，它在平板內(nei) 引起某種靜態變形。但這裏我要做的是施加一個(ge) 按正弦方式變化的力，振蕩頻率固定的常力。我們(men) 將改變振蕩頻率，但不改變力的峰值-僅(jin) 是力的振蕩頻率改變。另在平板一角安裝一加速度計來測量激勵引起的平板響應。

 

如果現在測量平板響應，注意到當改變輸入力的振蕩頻率時，響應幅值也發生變化。頻率升高過程中，不同時刻點上，幅值有增也有減。這好像很奇怪，因為(wei) 我們(men) 施加常力於(yu) 係統，響應幅值卻隨輸入力的振蕩速率而變化。但這確確實實發生了 — 當施加的力的振蕩速率越來越接近於(yu) 係統固有頻率（或共振頻率）時，響應增大，當振蕩速率為(wei) 係統固有頻率時，響應達到z大值。想想看，這真令人驚奇，因為(wei) 我每時每刻都施加了相同幅值的力-僅(jin) 僅(jin) 是振蕩速率改變而已！

 

這個(ge) 時域數據提供了非常有用的信息。但是如果采集到時域數據，並利用快速傅立葉變換將它變換到頻域，則可以求得所謂的頻響函數。現在有幾點要關(guan) 注：係統共振頻率處，這個(ge) 函數上有峰值。輸入激勵的振蕩速率等於(yu) 峰值頻率的位置，觀察到了時域z大響應。

 

現在如果將時域波形跟頻響圖形疊加在一起，會(hui) 注意到時域波形達到z大值時的振蕩頻率與(yu) 頻響函數z大峰處的頻率相一致。所以，既可以利用時域波形來確定幅值達到z大值處的頻率，也可以用頻響函數來確定固有頻率何處發生。顯然，用頻響函數更容易求。

結構為(wei) 何具有這些固有屬性，你感到大為(wei) 驚奇。對了，在這些固有頻率處，變形形式也大為(wei) 不同，依賴於(yu) 激振力用哪個(ge) 頻率。

好了，我們(men) 來看一看，在每個(ge) 固有頻率處，結構上的變形形式是怎樣的。在平板上均布45個(ge) 加速度計，測量不同激振頻率的平板響應幅值。如果在每個(ge) 頻率處駐留-每次一個(ge) 固有頻率-可以觀察結構上的變形形式。圖中顯示了按某一階係統固有頻率激勵時，得到的變形形式。在第1階固有頻率駐留時，平板具有第1階彎曲變形形式，如藍色所示。在第二階固有頻率駐留時，平板具有第1階扭轉變形形式，如紅色所示。在第三、四階固有頻率駐留時，第二階彎曲和第二階扭轉變形形式如綠色和紫紅色所示。這些變形形式稱為(wei) 結構的模態振型。（從(cong) 純粹數學角度講，這不完全正確。但事實上，此處簡單討論起見，這些變形形式非常接近於(yu) 模態振型）

 

你看，我們(men) 設計的所有結構都具有這些固有頻率和模態振型。從(cong) 本質上講，這些特性依賴於(yu) 結構的質量和剛度，它決(jue) 定了固有頻率和模態振型何處存在。作為(wei) 設計工程師，需要確定這些頻率，並且需要知道當力激勵結構時，它們(men) 是如何影響結構響應的。理解模態振型和受激結構如何振動，將有助於(yu) 設計工程師設計出更優(you) 的結構。然而模態分析的內(nei) 容很多，這隻是一個(ge) 非常簡單的解釋。

現在我們(men) 能夠更好地理解模態分析是什麽(me) — 它研究結構的固有特性。利用固有頻率和模態振型（依賴於(yu) 結構的質量和剛度分布）幫助設計噪聲和振動方麵国产成人在线观看免费网站的結構係統。我們(men) 利用模態分析來幫助設計所有類型的結構，包括汽車、飛機、航天器、計算機、網球拍、高爾夫球杆…等等。

我希望這個(ge) 非常簡明的介紹有助於(yu) 解釋模態分析是什麽(me) 。我曾經利用上麵的例子向我的媽媽解釋模態分析，並且我認為(wei) 她第1次真正了解我是從(cong) 事什麽(me) 工作的了。自此以後，聽到媽媽給她的朋友們(men) 解釋模態分析，使用了不少非常接近於(yu) 模態分析的詞，其中z接近的一次是她稱之為(wei) 麵條分析（noodle analysis）…好了，有點扯遠了！

模態激勵全新的解決(jue) 方案-WaveHitMAX自動脈衝(chong) 錘   

實驗模態分析中必不可少的一環就是模態激勵，昊量光電新推出的這款智能衝(chong) 擊錘的發明為(wei) 結構動力學国产成人在线观看免费网站提供了機械激勵的新途徑。智能意味著設備內(nei) 部處理信號。模態錘WaveHitMAX保證了測試對象的全自動、可重複和高精度激勵，而沒有雙重打擊。用戶可以根據不同的阻尼/延遲時間，設置撞擊次數、衝(chong) 擊力和撞擊之間的延遲時間。所有的預置，如零點或衝(chong) 擊力搜索，都是由錘子自動完成的。用戶不再需要手動調整。

針對全自動衝(chong) 擊錘的研製，WaveHitMAX采用包括整個(ge) 運動控製的閉環控製方法解決(jue) 了這一問題。

 

圖1. 用於(yu) 脈衝(chong) 錘內(nei) 部運動控製的傳(chuan) 感器-執行器控製回路示意圖

對新型衝(chong) 脈衝(chong) 錘WaveHitMAX的係統設計進行了改進，使傳(chuan) 感器信號作為(wei) 運動控製單元的主要輸入參數。這樣，脈衝(chong) 錘的手臂可以向上移動到試件的命中點，在那裏，通過力傳(chuan) 感器信號中的特征變化檢測到接觸事件，手臂的移動方向可以反轉。

與(yu) 半自動衝(chong) 擊錘相比，WaveHitMAX自動脈衝(chong) 錘具有新的功能。內(nei) 部信號處理的優(you) 點有:

• 全自動單擊

• 自動搜索用戶自定義(yi) 的衝(chong) 擊力

• 自動零點搜索

• 確認對質量保證的影響

• 更改錘頭與(yu) 測試對象之間的位置，無需重新設置

WaveHitMAX自動模態力錘可以通過以太網在Windows設備(PC或平板電腦)上通過包含的軟件快速、輕鬆地操作。

                                                                              

 自動模態脈衝(chong) 錘特點：

• 自動零點搜索

• 可重複的單擊激發

• 內(nei) 部傳(chuan) 感器評估和過程控製

• 自動搜索和調整衝(chong) 擊力

• 位置的變化是自動預測的

• 通過附件配置脈衝(chong) 特性

• 通過遠程控製或集成到客戶係統中來觸發功能

• 在德國設計和組裝

• CE認證

1.確保單次激發

雙重撞擊激勵可以在時域和頻域檢測到

 

2.豐(feng) 富的配件支持

不同的傳(chuan) 感器-尖端-配重的組合。

 

綜述上文介紹WaveHitMAX - 一款用於(yu) 全自動衝(chong) 擊測試的智能脈衝(chong) 錘，在全新的AI智能脈衝(chong) 領域實現真正意義(yi) 上的全自動智能脈衝(chong) 錘！

如果您對WaveHitMAX-全自動衝(chong) 擊測試的智能脈衝(chong) 錘有興(xing) 趣，請訪問上海昊量光電的官方網頁：

https://www.weilancj.com/details-1495.html

 

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