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。
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Peter Avitabile教授的書(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。
模態空間係列（三十八）趣味解讀模態空間--做模態試驗需要加速度計安裝在X，Y和Z三個(ge) 方向上嗎？
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做模態試驗，需要加速度計安裝在X，Y和Z三個(ge) 方向上嗎？
嗯… 我們(men) 討論下這個(ge) 問題
這一點常常使得很多人感到困惑。有些先入為(wei) 主的觀點以為(wei) 為(wei) 了采集模態試驗數據，在三個(ge) 主方向的每個(ge) 方向上必須安裝一個(ge) 加速度計。嗯，事實證明，沒有這個(ge) 必要，但是在某些試驗時，或許強烈推薦是這樣又甚至要求是這樣。但很多時候人們(men) 認為(wei) 除非你在全部三個(ge) 方向上布置加速度計，否則你得不到三維模態振型。
我們(men) 用來估計模態參數的基本方程可以按照下麵這種形式寫(xie) 為(wei)
矩陣中的項，[A][A]是留數，由曲線擬合過程得到；我們(men) 同時根據方程的分母得到ji點，也即頻率和阻尼。但是根據下麵的式子，這些留數跟模態振型直接相關(guan)
留數和模態振型之間的關(guan) 係給出了這個(ge) 問題的答案。將這個(ge) 式子展開來看一看矩陣的每一列中的一些元素。
如果我們(men) 觀察每一列，可以看到模態振型包含在列中，帶有某個(ge) 比例因子；也可以看出由於(yu) 互易性，各行也同樣包含模態振型。如果觀察一列，例如第1列，可以看到
因此從(cong) 方程因子化提出來的模態振型值稱為(wei) “參考”自由度。也就是說，所有的測量結果都受這個(ge) 參考自由度的影響。如果這個(ge) 自由度是零（在模態節點上），那麽(me) 不管采集了多少測量結果，從(cong) 測量數據中也觀察不到那階特定的模態。
這個(ge) 基本方程確實包含了所提出問題的答案。對於(yu) 感興(xing) 趣的每階模態，隻要參考自由度具有非零值，那麽(me) 頻響函數將有與(yu) 輸入-輸出關(guan) 係密切關(guan) 聯的留數。隻要相對於(yu) 參考自由度，在X，Y和Z方向上的模態振型有值相關(guan) 聯，那麽(me) 就可以由相對那個(ge) 參考自由度的測量結果觀察到模態振型。就這麽(me) 簡單！
現在我們(men) 拿一個(ge) 簡單結構來說明這點。用一個(ge) 簡單的L-形支架進行討論，說明參考自由度，以及為(wei) 了進行試驗模態勘查，說明它跟全部測量自由度的關(guan) 係。
為(wei) 了討論，下麵圖形中安裝加速度位置上的參考點將用黑色表示，不同的錘擊位置將用藍色，紅色和綠色表示，用來區分不同的點。
對於(yu) 此支架的第1階模態，參考加速度可以沿x-方向布置在結構的上角。注意如果在支架上角沿x-方向進行錘擊（紅或綠）或者在下角沿z-方向（藍），結構在所有這些位置都有顯著的響應。這意味著如果在上角沿x-方向（紅或綠）對結構進行錘擊，在參考點上有x-方向的響應。並且如果在下角（藍）沿z-方向對結構進行錘擊，在參考點上也有x-方向的響應。因此從(cong) 所選定的參考點位置可以很容易看到這階模態。
對於(yu) 結構的第2階模態，參考加速度計可以沿z-方向布置在結構的下角。如果在同一點（藍）沿z-方向錘擊結構，對於(yu) 這階模態，結構在這個(ge) 點上有明顯的響應。但也要注意到如果在上角（紅和綠）沿x-方向錘擊結構，在參考加速度計的位置沿z-方向也具有響應。所以，對於(yu) 本階模態，這個(ge) 參考點是沒問題的。
接下來如果考慮第3階模態，將參考加速度計沿z-方向布置在下角，對於(yu) 本階，結構上所有的三個(ge) 錘擊位置在這個(ge) 點上都有明顯的響應。
現在，真正的問題是，是否有一個(ge) 參考點位置可以選定？它能夠充分地捕捉到感興(xing) 趣的結構所有階模態的動力學特性？對於(yu) 本例，沿z-方向的結構下角足以觀察到所有階模態，這看上去合情合理。
現在我們(men) 可以看出單個(ge) 參考點足以充分地觀察到感興(xing) 趣的所有階模態 – 並且隻需要一個(ge) 方向就完成了。當然，如果使用多參考點，也完全可以接受，確信無疑這是測試結構的更好的方法 – 但本質上講，為(wei) 了提取三維的模態振型，這些額外的參考點並非必須。
我希望這有助於(yu) 厘清謬見，關(guan) 於(yu) 模態試驗需要沿三個(ge) 獨立參考方向進行測量的謬見。思考一下它，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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