模態空間是Peter Avitabile教授發表的係列模態解讀文章。Peter Avitabile教授是美國麻省大學洛威爾校區UMASS Lowell機械工程係結構動力學和聲學係統實驗室的副主任，以及模態分析和控製實驗室的主任。Peter Avitabile教授以略帶口語化、生動而又幽默的語言，在每篇文章中集中介紹試驗模態分析的一個(ge) 主題，是非常好的試驗模態分析的入門文章。它涉及到了試驗模態分析的方方麵麵，是模態試驗新手的入門材料，學習(xi) 它有助於(yu) 理解什麽(me) 是試驗模態，以及取得高質量的模態參數。
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模態空間係列（一百零一）趣味解讀模態空間– 建立自由-自由試驗設置的好辦法是什麽(me) ？
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常見的方法是利用橡皮繩（或者類似的東(dong) 西，取決(jue) 於(yu) 結構的重量）。我曾見過用橡皮繩支撐的導彈以及大型的風機葉片。我也曾見過氣囊係統用於(yu) 很多不同的情況。嗯，我能夠列舉(ju) 我們(men) 能實現的所有不同方法。但重要的是你必須確保邊界條件不幹擾被測係統。邊界條件應該對係統的彈性體(ti) 模態少有影響。當情況如此時，我們(men) 可以講，試驗設置對測試結構中感興(xing) 趣模態具有很小的影響。
但我們(men) 實際上需要檢查這一點，以確保試驗設置對係統的彈性體(ti) 模態沒有影響。我們(men) 需要用一組支撐位置將結構建立起來，接下來用一組不同的支撐位置或者改變支撐位置的支撐剛度（例如，有可能用兩(liang) 倍數量的橡皮繩或者改變氣囊支撐係統的壓力）重新對結構進行試驗。如果係統的彈性體(ti) 模態改變不明顯，那麽(me) 支撐條件可能影響很小。但是邊界條件仍有可能帶來某些影響，需要仔細檢查。
那麽(me) 作為(wei) 一個(ge) 例子，我近期有2個(ge) 被測的結構，使用了某種非常有別於(yu) 傳(chuan) 統的邊界條件。第1個(ge) 是一個(ge) 很小的、質量很輕的結構，具有一些非常密集的框架彎曲和扭轉模態，而第二個(ge) 結構是一個(ge) 更重的固定板，用於(yu) 某種衝(chong) 擊響應譜試驗工作。
第1個(ge) 結構支撐的靈感實際上來自於(yu) 跟一個(ge) 親(qin) 密同事之間的電話交談，其中他在課堂上提到，對隔振係統你幾乎可以使用任何東(dong) 西。一個(ge) 學生問可以采用的手段是什麽(me) ，作為(wei) 有趣的評論，他立刻說“如果你想用棉花糖，我也不在乎”。嗯，聽到這個(ge) ，我決(jue) 定用不同尺寸的棉花糖測試我們(men) 的一個(ge) 標準實驗室結構；在實驗室內(nei) ，用非常小的棉花糖以及大的棉花糖對框架結構進行模態試驗。這個(ge) 特別結構被設計具有在頻率上非常非常臨(lin) 近的第1階彎曲和第1階扭振模態，頻率幾乎到了一樣的程度。
第1次試驗（試驗#1）是用四個(ge) 大的棉花糖建立的，四個(ge) 棉花糖位於(yu) 框架支腿的四個(ge) 中截麵，對應於(yu) 扭振模態的節點。第2次試驗（試驗#2）用10個(ge) 小型棉花糖建立，它們(men) 分布在框架上。做了這兩(liang) 個(ge) 試驗，首先注意到的是，彎曲和扭轉模態交換了，取決(jue) 於(yu) 用這前兩(liang) 個(ge) 試驗中的哪一個(ge) 。所以又建立了第3次試驗（試驗#3），其中大的棉花糖位於(yu) 框架的各角上。
剛體(ti) 模態確實受到了棉花糖布置的影響。但是特別需要注意的是，在每種不同的布置中，剛體(ti) 模態也顯示出少許的頻率差別。因此邊界條件確實對係統的彈性體(ti) 模態有點兒(er) 影響。但更為(wei) 重要的是，在試驗#1和試驗#2中，彎曲和扭轉模態的順序出現不同。所以非常重要的是認識到支撐條件對模態頻率以及模態的組成具有非常大的影響。注意到，試驗#2和試驗#3這兩(liang) 次試驗卻有一樣的模態順序。所以我們(men) 不但需要對頻率的遷移當心，而且需要關(guan) 心因試驗設置導致的模態組成。圖1顯示了三種不同試驗設置的前2階模態結果，結構在棉花糖支撐下的照片，以及每個(ge) 布置的典型驅動點測量結果。
圖1：棉花糖支撐上的框架結果
現在，第2個(ge) 結構是實驗室內(nei) 已有的一個(ge) 衝(chong) 擊響應譜平板。結構安裝在一個(ge) 空氣活塞懸浮係統之上。但是在有空氣活塞係統之前，需要做一個(ge) 非常快速的模態試驗以驗證模型，並做些初步的衝(chong) 擊預測。在沒有空氣活塞支撐平板的情況下，設計了一個(ge) 非常粗糙的懸浮支撐。現在在大學內(nei) ，經費總是有限的，所以需要提供一個(ge) 經濟可行的支撐。一天經過長時間的思考，我想到了一個(ge) 妙招兒(er) 。那個(ge) 手動的舊馬桶皮搋子對於(yu) 衝(chong) 擊平板的支撐看起來具有非常好的可能性。
當我帶了6個(ge) 馬桶搋子出現在收銀機前時，五金店異常驚訝。我們(men) 250磅衝(chong) 擊平板用了兩(liang) 種布置方案 — 一種是3個(ge) 馬桶搋子位於(yu) 空氣活塞位置，另一種是6個(ge) 馬桶搋子。
並且這次試驗的結果非常好。兩(liang) 種布置中的剛體(ti) 模態都很好，彈性體(ti) 模態也相似，如3個(ge) 馬桶搋子的圖2（左側(ce) ）和6個(ge) 馬桶搋子的圖3（右側(ce) ）所示。結果是那麽(me) 的好，以至於(yu) 近期來自歐洲同行的一次參觀，提出在E-Bay上哪兒(er) 能夠買(mai) 一些這樣的馬桶搋子的問題（對此我回答是，就到你當地的五金店，買(mai) 某品牌的新馬桶搋子即可 — 實際上每把搋子僅(jin) 售大約5美元，跟已經炮製的某些更為(wei) 昂貴的布置相比，它們(men) 實在是物美價(jia) 廉）。
圖2：置於(yu) 馬桶搋子之上的固定衝(chong) 擊平板結果
所以，你可以看出，可以有許多不同的並且非常簡單的機製來產(chan) 生自由-自由試驗布置。但是你需要意識到這個(ge) 事實，邊界條件可能引起頻率的某些遷移，對後續分析的進一步使用數據來講，這是重要的，並且邊界條件可能對係統不同模態的組成有影響，就像框架結構在第1種試驗布置中見到的那樣。
我希望這有助於(yu) 解釋清楚你的問題。你可以看到從(cong) 棉花糖到馬桶搋子，很多不同的支撐條件可以用來完成被測係統的支撐 — 你隻需要小心並檢查你的測量結果。如果你有關(guan) 於(yu) 模態分析的任何其他問題，盡管問我好了。
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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。
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