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（九十五）趣味解讀模態空間 - 如果力錘敲擊一個(ge) 節點，那麽(me) 其他位置沒有響應嗎？
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那麽(me) 現在我有另外一個(ge) 問題…如果力錘敲擊一個(ge) 節點，那麽(me) 其他位置沒有響應嗎？
這看上去不對啊。好吧…我們(men) 深入討論一下這個(ge) 問題。
上一次我們(men) 討論了逐點移動力錘是進行模態試驗的一種很好的方法，但是你需要非常小心，不要將參考點放在某一階模態的節點上。我們(men) 同時也討論了，不管我們(men) 敲擊了多少點，如果作為(wei) 參考點的傳(chuan) 感器位於(yu) 某一階模態的節點上，那麽(me) 我們(men) 將看不到那階模態。
所以在回答這個(ge) 問題時，我也要聲明，對於(yu) 加速度計逐點移動、力錘固定不動的試驗，也是同樣的道理。你仍然需要確保參考點位置的固定不動的力錘輸入沒有位於(yu) 某一階模態的節點上 – 不然的話，你將看不到來自那階模態的任何響應。
在我們(men) 結束這個(ge) 討論之後，你在節點位置敲擊結構而結構在那個(ge) 點不動，對於(yu) 這種事實，你看上去感覺不是很放心。並且你提到，這跟你的直覺相反。所以我再多給出幾個(ge) 例子，盡量讓你對這個(ge) 事實更感放心。
我將利用一個(ge) 簡單的自由-自由梁和一個(ge) 簡單的平板，來盡量將其他某些要點給你講透徹。我們(men) 首先回憶一下我們(men) 上次寫(xie) 過的頻響函數方程，它可以寫(xie) 成留數或者振型的形式。但是在這個(ge) 方程的留數形式中，它不是很清楚，所以我更傾(qing) 向於(yu) 寫(xie) 成方程的模態振型形式，因為(wei) 在那裏，對於(yu) 每階模態，你可以清楚地看出頻響函數中模態振型對各個(ge) 峰的影響。
這個(ge) 方程清楚地表明，頻響函數的幅值在很大程度上是由模態振型在輸出響應位置的值乘以模態振型在輸入激勵位置的值控製的。
所以現在我們(men) 考慮一個(ge) 簡單的自由-自由梁。沿著梁的長度方向上的15個(ge) 等距離的點上，測量一係列的結果。測得測量結果，接著按照瀑布圖的形式畫出頻響函數，這樣可以清楚地看出振型。另外為(wei) 了觀察這個(ge) 振型，非常重要的是，我們(men) 利用頻響函數的虛部來繪製模態振型。我們(men) 可能想要回憶一下，在固有頻率的位置，頻響的虛部將有一個(ge) 峰，而頻響的實部將是零；這種情況僅(jin) 僅(jin) 對於(yu) 位移測量結果和加速度測量結果為(wei) 真。現在，在一個(ge) 寬帶範圍內(nei) 測到了頻響結果，但我隻想對這個(ge) 自由-自由梁的第1階和第2階模態在共振頻率附近進行放大顯示。
圖1（藍色）顯示出了在45Hz第1階模態附近的頻率範圍內(nei) ，對於(yu) 全部15個(ge) 測量結果，頻響函數虛部的瀑布圖。圖2（紅色）顯示出了類似的圖，但是，是在140Hz第2階模態附近的頻率範圍內(nei) 。在這兩(liang) 幅圖中，對於(yu) 全部在梁上測得的結果，頻響函數虛部的峰用圓點圈起來了。圖1（藍色）中，很顯然，振型是梁的第1階自由-自由彈性體(ti) 模態的振型，而圖2（紅色）非常清楚地顯示出來梁的第2階自由-自由彈性體(ti) 模態。此刻，值得注意的是，對第1階模態，當你沿著梁的長度方向走下去時，頻響函數虛部的幅值改變了符號，從(cong) 正變到負，再變到正。在某個(ge) 點上它穿過了零。對於(yu) 那階特定的模態，在這個(ge) 位置上，沒有響應。並且不管是將它跟力錘輸入或者加速度計輸出聯係在一起，都沒有關(guan) 係。在那個(ge) 點上對於(yu) 那階模態頻響函數將會(hui) 是零。
圖1 – 頻響虛部瀑布圖，顯示第1階模態振型
圖2 – 頻響虛部瀑布圖，顯示第2階模態振型
所以模態的節點是一個(ge) 特殊的位置，在這裏，對於(yu) 那階模態，沒有輸出。另外，不管你是用加速度計測量還是用力錘錘擊，都沒有關(guan) 係—沒有響應，因為(wei) 在輸出響應點上或者在輸入激勵點上，模態振型的值是零，於(yu) 是乎，對於(yu) 那階模態，幅值上不會(hui) 有峰。但是在那個(ge) 點上，可能會(hui) 有某種響應，是由結構其他階模態造成的，那個(ge) 點可能跟其他階模態的節點沒有關(guan) 係。
所以，在逐點移動力錘的情況下，如果加速度計位於(yu) 某一階模態的節點上，那麽(me) 對力錘激勵，不管用了多少個(ge) 點，對於(yu) 響應，都不會(hui) 有來自那個(ge) 特定階模態的貢獻。
另外，相反的情況也是同樣道理。如果你有一個(ge) 固定不動的輸入位於(yu) 某一階模態的節點上，那麽(me) 不管用響應加速度計測量了多少個(ge) 點，對於(yu) 響應，都不會(hui) 有來自於(yu) 那個(ge) 特定階模態的貢獻。
那麽(me) 現在，我們(men) 將它從(cong) 梁擴展到平板來看一看類似的影響。在前麵的文章中一直在用一個(ge) 矩形的平板，對於(yu) 本例，這裏還用它。圖3顯示出了平板周邊上的6個(ge) 頻響測量結果，其中第1個(ge) 峰是關(guan) 於(yu) 平板的第1階彎曲模態的（藍色），而圖4顯示出了類似的信息，但是突出顯示了平板的第2階模態（紅色）。
圖3 – 平板彎曲模態 圖4 – 平板扭轉模態
所以，通過觀察圖3和圖4，對於(yu) 模態的節點以及敲擊或響應位置，可以下相同的結論。通過畫出頻響的虛部，可以簡單地描繪出模態振型。函數有正有負，取決(jue) 於(yu) 結構的模態振型。在某些點上肯定穿過了零點，它們(men) 對應於(yu) 模態的節點 – 對於(yu) 那階特定的模態，這表示零響應點。並且在模態節點上響應是零，不管測量結果是跟響應加速度計位置還是力錘錘擊位置聯係在一起—但僅(jin) 是對那階特定的模態而言，是這樣的。
我希望這有助於(yu) 更進一步解釋清楚你所疑惑的這些問題。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。
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！
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