模態空間係列（四）趣味解讀模態空間--模態測試移動力錘還是移動加速度計有差別嗎？

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模態空間係列（四）趣味解讀模態空間--模態測試移動力錘還是移動加速度計有差別嗎？

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。

模態測試移動力錘還是移動加速度計有差別嗎？

嗯… 那要看情況了

讓我們(men) 解釋會(hui) 有什麽(me) 差別

 

從(cong) 根本上講，模態試驗中移動力錘和移動加速度計之間沒有什麽(me) 差別。假若采集到了相同的測量結果，那麽(me) 這個(ge) 結論是正確的。讓我通過討論，來解釋這個(ge) 關(guan) 於(yu) 模態試驗的看似簡單、實則非常複雜的問題。

先前用一個(ge) 2通道的信號分析儀(yi) 進行模態試驗時，進行錘擊試驗是相當簡單的。通常加速度計固定不動，力錘在結構上逐點移動。一般情況下，我們(men) 在每個(ge) 測點位置，沿著x、y、和z向對結構進行脈衝(chong) 激勵，以得到頻響函數，頻響函數是相對於(yu) 固定不動的加速度計的參考點位置的。但是，當我們(men) 開始用多通道的信號分析儀(yi) 進行相同的試驗時，尚有些許差別需要注明。讓我們(men) 考慮一個(ge) 錘擊試驗，9個(ge) 測點示於(yu) 結構之上。並假定我有一把衝(chong) 擊力錘，一個(ge) 三軸加速度計，和一套4通道的FFT分析儀(yi) 或采集係統。

一種試驗的方法是，將三軸加速度計固定於(yu) 一個(ge) 確定的位置，然後在所有9個(ge) 測點位置，沿某個(ge) 方向進行錘擊。那麽(me) 對這個(ge) 結構，我們(men) 可以得到27個(ge) 頻響函數。另一種試驗方法是，在某一個(ge) 測點位置，沿某一個(ge) 方向進行錘擊，然後將三軸加速度逐步移動到所有9個(ge) 測點位置。我們(men) 再次得到27個(ge) 頻響函數。那麽(me) 這兩(liang) 種情況下，我們(men) 僅(jin) 僅(jin) 是沿著某一個(ge) 方向進行錘擊，測得了27個(ge) 頻響函數。

但是這兩(liang) 種試驗一樣嗎？乍看之下，你或許認為(wei) 這兩(liang) 種試驗方案應該得到相同的結果。為(wei) 了證實這是對的還是錯誤的，讓我們(men) 來一步一步深入這個(ge) 測量過程，並且對每種試驗方案，列出實際上得到了什麽(me) 樣的測試結果。

試驗方案#1

假設我們(men) 想要進行方案#1所示的模態試驗。這個(ge) 試驗中，三軸加速度計固定於(yu) 測點9位置不動，然後測量x、y、和z向的輸出。輸入力錘激振力僅(jin) 是沿著z向施加，並且逐點移動到所顯示的9個(ge) 測點位置。

現在，根據這個(ge) 試驗方案，讓我們(men) 列出將要采集的每個(ge) 頻響函數。沿z向錘擊測點1時，在9x、9y、和9z位置測量響應。則對於(yu) 第1次測量，測得的頻響函數為(wei) 9x/1z、9y/1z、和9z/1z。接下來，沿z向錘擊測點2，並在9x、9y、和9z位置測量響應。這組頻響函數為(wei) 9x/2z、9y/2z、和9z/2z。這裏我們(men) 可以一直繼續下去，但我認為(wei) 你應該能找到竅門了。可是，我們(men) 實際上測得了什麽(me) 呢？讓我們(men) 對頻響函數矩陣中的所有這些測量結果進行整理，看看得到了什麽(me) 。

仔細觀察這個(ge) 頻響函數矩陣時，我們(men) 注意到，僅(jin) 僅(jin) 測得了這個(ge) 矩陣的三個(ge) 不同行的部分元素。因此，隻能得到係統特性的三個(ge) 局部描述。另一方麵，在每個(ge) 局部描述中，我們(men) 僅(jin) 能觀察到沿z向的特征信息。如果隻是在z向有運動，這沒有問題。但是，當沿x向激勵結構時，倘若沿z向有明顯的運動，又會(hui) 怎樣呢？我們(men) 僅(jin) 僅(jin) 測得了沿z向激勵引起的響應！

試驗方案#2

現在，假設我們(men) 也要進行方案#2所示的模態試驗。這個(ge) 試驗中，力錘僅(jin) 是沿著z向在測點9位置進行錘擊。三軸加速度計逐點移動到本試驗所示的9個(ge) 測點位置，測量x、y、和z向。

現在，根據這個(ge) 試驗方案，讓我們(men) 列出將要采集的每個(ge) 頻響函數。沿z向錘擊測點9時，在1x、1y、和1z位置測量響應。則對於(yu) 第1次測量，測得的頻響函數為(wei) 1x/9z、1y/9z、和1z/9z。接下來，移動加速度計到測點2，並在2x、2y、和2z位置測量響應。這組頻響函數為(wei) 2x/9z、2y/9z、和2z/9z。那麽(me) ，我們(men) 實際上測得了什麽(me) 呢？讓我們(men) 再次對頻響函數矩陣中的所有這些測量結果進行整理，看看得到了什麽(me) 。

現在我們(men) 注意到，已經測得了頻響函數矩陣的完整的一列元素。那麽(me) 我們(men) 可以在一個(ge) 更為(wei) 完備的意義(yi) 上去描述係統響應。我們(men) 已經測量了足夠的頻響函數，這樣可以描述所有測點的係統響應。當然，我假定了沿z向的測點9處的參考點位置不是某一階模態的節點！

那我應該怎麽(me) 做呢？

所以盡管在這個(ge) 平麵上，兩(liang) 次試驗好像是相同的，但實際上它們(men) 有差別！！！那麽(me) 我該如何改變這些試驗方案，以便測得相同的數據。嗯，有兩(liang) 種方法。首先，方案#1按如下方式進行改變。例如，不用三軸加速度計，相反我們(men) 用一個(ge) 單軸向加速度計來采集9z位置的數據。但不同的是，需要沿x、y、和z向來施加錘擊激勵。這樣，采集到的數據將是頻響函數矩陣的一行，並以9z為(wei) 參考點。假設互易性成立，則這個(ge) 數據與(yu) 方案#2中采集的數據完全相同。

另一種保證采集到相同數據的方法如下。在方案#1中，需要用力錘來激勵x、y、和z向。於(yu) 是移動的力錘就需要沿著所有三個(ge) 方向進行錘擊。在方案#2中，錘擊於(yu) 測點9位置固定不動，沿著所有三個(ge) 方向對結構進行激勵。那麽(me) 這兩(liang) 次試驗會(hui) 生成頻響矩陣的3個(ge) 完整的行或列元素。

這會(hui) 兒(er) 你對此或許仍然有點摸不著頭腦。你聽到這個(ge) 問題，第1次就能理解，我知道這不容易。讓自己明白的好方法是寫(xie) 出所有你打算采集的頻響函數測量結果，要保證至少可以采集到頻響矩陣的完整的一行或一列元素。

我希望這個(ge) 簡單的解釋有助於(yu) 澄清你的問題。需要仔細思考你要進行的測量。記住我總說的話：“思考不是可有可無的，而是必須的！”。如果你有關(guan) 於(yu) 模態分析的其他任何問題，盡管問我好了。

注：在科尚儀(yi) 器官網發布《振動：解析與(yu) 試驗模態分析》一書(shu) 的中文翻譯，辛辛那提大學教授Randall J. Allemang博士擁有其全部權利，而北京科尚儀(yi) 器隻為(wei) 學習(xi) 教育目的而使用它們(men) 。如您轉載本書(shu) 中文翻譯，請保留本段的描述信息。

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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