模態空間係列（三）趣味解讀模態空間--模態試驗用激振器激勵還是用錘擊激勵之間有什麽差別嗎？

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模態空間係列（三）趣味解讀模態空間--模態試驗用激振器激勵還是用錘擊激勵之間有什麽(me) 差別嗎？

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模態試驗用激振器激勵還是用錘擊激勵之間有什麽(me) 差別嗎？

嗯… 問得好。答案是既有差別又沒有差別。

 

這是另一個(ge) 經常被問到的問題。關(guan) 於(yu) 這個(ge) 問題，不同的方麵有很多。我們(men) 先從(cong) 基礎知識入手，來理解為(wei) 何這個(ge) 問題難於(yu) 用有差別或無差別來回答。借助於(yu) 幾個(ge) 簡單公式來解釋這點。

首先，我們(men) 需要記住任何係統都可以根據其運動方程來描述。

從(cong) 根本上講，這個(ge) 方程不過是力平衡方程，也即質量乘以加速度+阻尼乘以速度+剛度乘以位移=作用力。出於(yu) 某些原因，這個(ge) 方程在拉氏域內(nei) 更容易處理。對運動方程進行拉氏變換，可寫(xie) 為(wei)

我們(men) 利用矩陣將所有方程組織在一起。記住[M][M]、[C][C]、[K][K]分別為(wei) 質量、阻尼和剛度矩陣。需要注意的是，這些矩陣是對稱的。因此，係統矩陣[B(s)][B(s)]也是對稱的。係統傳(chuan) 遞函數為(wei) 係統矩陣的逆矩陣，可寫(xie) 為(wei)

並且，你當然還記得，在模態試驗過程中測得的頻響函數不過是係統傳(chuan) 遞函數沿頻率軸求值。很多情況下，方便起見，我們(men) 按照部分分式的形式來寫(xie) 頻響函數，如下所示

並且單個(ge) 頻響可寫(xie) 為(wei)

那麽(me) ，我為(wei) 何要不厭其煩地寫(xie) 出所有這些公式呢？這是因為(wei) 在這些公式中有一些非常重要的，與(yu) 你的問題相關(guan) 的事情需要關(guan) 注。記住[B(s)]和[H(s)]是對稱的，是因為(wei) [M]、[C]和[K]是對稱的。這意味著[H(jω)]也是對稱的。這說明h_ij=h_ji，稱為(wei) 互易性。這意味著你在‘i’點激勵，測量‘j’點響應得到的頻響函數，與(yu) 在‘j’點激勵，測量‘i’點響應得到的頻響函數完全相同。這就是互易性所要表達的意思。

現在，讓我們(men) 考慮一個(ge) 錘擊試驗的情況，針對一個(ge) 有三個(ge) 測點的簡單梁。可能測得的輸入-輸出頻響函數總共有9個(ge) 。但對於(yu) 本例，在測點3位置布置加速度計，在測點1，2，和3位置進行錘擊，得到頻響函數測量結果。稱測點3為(wei) 參考點位置，因為(wei) 對於(yu) 我進行的每次測量，它都是同一個(ge) 響應點。因為(wei) 力錘從(cong) 一點到另一點逐點遍曆，測得的頻響函數為(wei) 頻響矩陣的一行，且是矩陣的zui後一行。

在我們(men) 討論其他問題之前，先討論激振器試驗得到的相同測量結果。將激振器布置在測點3位置，加速度計在梁的測點1、2、和3位置逐點移動，得到頻響函數測量結果。注意到測點3仍然是參考點位置，因為(wei) 對於(yu) 每次測量，激振力都施加在同一個(ge) 測點位置。既然激振力是不動的，測得的頻響函數為(wei) 頻響矩陣的一列，且是矩陣的zui後一列。

如果觀察測得的頻響函數，會(hui) 注意到，激振器試驗得到的h13與(yu) 錘擊試驗得到的 h31完全相同。同樣也會(hui) 注意到，激振器試驗得到的 h23與(yu) 錘擊試驗得到的 h32完全相同。好了，這即是所謂的互易性。所以，從(cong) 理論的角度看，不管是從(cong) 激振器試驗還是從(cong) 錘擊試驗得到數據，都是無關(guan) 緊要的。數據完全相同 — 從(cong) 理論的角度看。在結構的同一點進行脈衝(chong) 激勵，而逐步移動加速度計到所有測點位置，錘擊試驗為(wei) 何不能這樣進行？說起來，這沒有理由啊。對激振器試驗，也可以施加類似的方案。響應加速度計固定在同一個(ge) 位置，而將激振器逐點移動（但是想要按照這種方式進行試驗的人，我是一個(ge) 也不認識！）。問題是從(cong) 理論的角度看，如何得到數據無關(guan) 緊要，隻要得到輸入-輸出特性即可。

因此，答案是激振器試驗和錘擊試驗之間沒有什麽(me) 差別。那是從(cong) 理論的角度看的！如果我可以施加一個(ge) 純粹的力於(yu) 結構之上，作用力與(yu) 結構之間沒有任何相互影響，並且我可以用一個(ge) 無質量的傳(chuan) 感器來測量響應，它對結構沒有任何影響 — 那麽(me) 這個(ge) 答案成立。但若情況並非如此，將會(hui) 怎樣呢？

好了，讓我們(men) 從(cong) 實際的角度來考慮一下試驗。問題是，在模態試驗過程中，激振器和響應傳(chuan) 感器通常會(hui) 對結構產(chan) 生影響。重點要記住，被測結構不僅(jin) 僅(jin) 是那個(ge) 你要得到模態數據的結構。它是結構加上數據采集中所包含的一切事物 — 結構懸掛方式，所裝傳(chuan) 感器的質量，激振器/推力杆布置的潛在剛度影響。所以盡管理論講錘擊試驗結果和激振器試驗結果之間不應該有任何差別，但因為(wei) 采集數據的實際問題，經常會(hui) 導致有差別。

明顯的差別源於(yu) 激振器試驗過程中的加速度計移動。相對於(yu) 整個(ge) 結構的總重量來講，加速度計重量或許非常微小，但相對於(yu) 結構的不同部件的有效重量來講，其重量或許非常大。在多通道係統中，這個(ge) 問題尤為(wei) 突出，其中為(wei) 了采集到所有的測量結果，多個(ge) 傳(chuan) 感器需要在結構上移動。這是個(ge) 問題，特別是對輕質結構而言。解決(jue) 這個(ge) 問題的一個(ge) 辦法是，在結構上安裝上所有的加速度計，即使每次僅(jin) 測量一少部分。另一種方法是，在還沒有測到的位置上加上啞元加速度計質量塊；這樣可以消除移動質量的影響。

另一個(ge) 存在的差別是由激振器/推力杆的影響引起的。從(cong) 根本上講，結構的模態可能會(hui) 受到質量和激振器連接裝置的剛度效應的影響。盡管我們(men) 盡力減少這種影響，但他們(men) 或許存在。推力杆的目的是從(cong) 結構上分離激振器的影響。但是，在很多結構上，激振器連接裝置的影響可能比較顯著。因為(wei) 錘擊試驗不受這些問題的不良影響，所以可能得到不同的結果。

盡管理論上講激振器試驗和錘擊試驗之間沒有什麽(me) 差別，但某些非常基本的實際問題或許會(hui) 導致它們(men) 之間存在某些差別。我希望本文討論澄清了這個(ge) 問題。

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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