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（六十）趣味解讀模態空間-有時模態振型跟期望的比像是轉動了角度。模態錯了嗎？怎麽(me) 回事？
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有時模態振型跟期望的比像是轉動了角度。模態錯了嗎？怎麽(me) 回事？
現在需要討論一下這件事情。
現在這是一個(ge) 經常遇見的話題。所以需要做些討論。我看見人們(men) 經常對係統的模態振型感到困惑。人們(men) 對於(yu) 結果“應該是”什麽(me) 有時有一種先入為(wei) 主的觀點。當模態振型看上去跟預期的比不一樣時，你可能認為(wei) 模態振型錯了。 通常來說，當結構模態非常密集的時候，滿足係統的模態振型可以是彼此的線性組合。因此，振型離你的預期可能轉動了角度。真正要求是，係統的模態振型關(guan) 於(yu) 係統質量和剛度矩陣正交。係統的各階模態彼此獨立。 為(wei) 了有助於(yu) 說明這個(ge) 問題，將用一個(ge) 簡單的幾何形狀的例子以及一個(ge) 簡單的梁、板來說明在這裏會(hui) 發生什麽(me) 。 描述一個(ge) 矩形區域的簡單x-y坐標係如圖1左側(ce) 所示。現在我們(men) 任意選擇坐標係，使x、y與(yu) 左下角的兩(liang) 側(ce) 壁平行。這正好方便。並且所有的尺寸也很容易理解。 但是如果我有一個(ge) 如圖1右側(ce) 所示的異形區域，情況又會(hui) 如何呢？現在可以在幾個(ge) 位置選擇參考坐標係，任何一個(ge) 位置看上去不會(hui) 比另一個(ge) 更好些。在選中zui上角的參考點的條件下，由於(yu) 所選坐標係不同，則左下角的zui初參考點位置的描述是不一樣的。 這就意味著區域中任何點的描述將不一樣。但是區域中的點不會(hui) 改變。
圖1 – 矩形區域和不規則形狀的區域
所以利用這個(ge) 簡單的幾何形狀的例子有助於(yu) 為(wei) 一般模態振型的討論創造條件，一般模態振型可以按照不同的方式進行描述，取決(jue) 於(yu) 如何選擇坐標係。圖2和圖3顯示了一個(ge) 簡單的平麵梁結構的剛體(ti) 模態描述。 圖2所示的第1個(ge) 例子中，梁的前2階模態包括一個(ge) 經典的沉浮模態和一個(ge) 圍繞幾何中心發生的搖擺模態。這正是大家能夠預期的這兩(liang) 階模態應該的樣子。並且如果出現這種情況，根本沒有人會(hui) 質疑它。但是對於(yu) 圖3所示的第2種情況，前2階剛體(ti) 模態有稍微不同的外形。初看之下，大多數人會(hui) 說，這些剛體(ti) 模態不正確。並且隻能做那樣的結論，因為(wei) 它不是你們(men) 所預期的。你會(hui) 注意到，一階模態主要是沉浮，但有一點兒(er) 搖擺；另外一階模態主要是搖擺但沒有圍繞幾何中心搖擺。 盡管它們(men) 可能看上去不像你期望（或喜歡）看到的那樣，但這些模態完全正確。因為(wei) 它們(men) 完全在相同的頻率上，這些模態的任意線性組合構成了一組線性獨立的向量，它們(men) 關(guan) 於(yu) 係統的質量和剛度矩陣正交。
（a）沉浮剛體(ti) 模態 （b）圍繞中心的搖擺
圖2 – 剛體(ti) 模態，關(guan) 於(yu) 幾何中心對稱
（a）沉浮剛體(ti) 模態，帶點轉動 （b）搖擺模態，偏離中心
圖3 – 剛體(ti) 模態，沒有關(guan) 於(yu) 中心對稱
當頻率是重根或偽(wei) 重根時，對係統的彈性體(ti) 模態也會(hui) 發生這種情況。圖4顯示了一組偽(wei) 重根的模態 – 它們(men) 幾乎出現在相同的頻率上。這些模態如所預期，被看作是第1階完全和第1階扭轉。但是在圖5中也可以看到這些相同的模態。但是它們(men) 看上去不是簡單的彎曲和簡單的扭轉。但這些模態隻是有不同的坐標係來描述。隻要模態表現為(wei) 一組正交的向量，那麽(me) 它們(men) 在數學意義(yi) 上是正確的。它們(men) 隻不過不是你所期望看到的那個(ge) 樣子。
圖4 – 純粹的彎曲模態和純粹的扭轉模態
圖5 – 彎曲和扭轉混合在一起的模態
對於(yu) 具有雙重對稱性的結構，當出現重根或者偽(wei) 重根時，會(hui) 發生這種問題。它會(hui) 發生的另外一種時機是，當利用不同的數值求解算法的時候。因為(wei) 求解通常會(hui) 對一組解向量進行迭代，向量將會(hui) 收斂於(yu) 一個(ge) 特定參考坐標係是沒有理由的。實際上，圖2和圖3中所示的梁的解是利用兩(liang) 種不同的有限元特征解方法得到的 – 一種解正好收斂於(yu) 模態，按照我們(men) 希望它們(men) 發生的方式。而另外一種求解方案則不是。圖4和圖5中的模態是根據一個(ge) 結構上的實測數據得到的，已知它們(men) 具有偽(wei) 重根。 我希望本文澄清了你關(guan) 於(yu) 模態振型以及它們(men) 可能的取向的困惑。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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