模態空間係列（五）趣味解讀模態空間--難道總要用硬錘頭進行錘擊試驗…以使得所有頻率上輸入譜是平坦的嗎

正文

模態空間係列（五）趣味解讀模態空間--難道總要用硬錘頭進行錘擊試驗…以使得所有頻率上輸入譜是平坦的嗎?

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。

難道我總要用硬錘頭進行錘擊試驗…

以使得所有頻率上的輸入譜是平坦的嗎？

嗯…錘頭太硬會(hui) 有問題。

出於(yu) 某些原因，人皆認為(wei) 進行錘擊試驗時，在感興(xing) 趣的整個(ge) 頻率範圍內(nei) ，輸入譜應該是平坦的。但是我們(men) 所說的“平坦”到底是什麽(me) 。嗯，更恰當的說法是，輸入譜在所有頻率上應該是“還算平坦”，並且頻譜上“沒有明顯的漏點或零點”。那麽(me) 這是什麽(me) 意思？

總的說來，我們(men) 想要輸入譜在關(guan) 心的頻率範圍內(nei) 具有足夠的、相當平坦的激勵。假設輸入譜完全衰減到零，則在這個(ge) 頻率上激不起結構，這是我們(men) 所不希望的。我用“還算平坦”這個(ge) 詞以允許對，什麽(me) 是我們(men) 可以接受的，作出某種工程判斷。

當然，大多數情況下，人們(men) 不喜歡工程師使用判斷力。所以他們(men) 確定了具體(ti) 的標準或限值以強製情況可控。有時，發布了帶有具體(ti) 標準的技術規範，諸如“在FFT分析頻率範圍內(nei) ，輸入譜衰減不得超過3dB”。這是一個(ge) 非常具體(ti) 的要求，不允許工程師進行思考。它隻會(hui) 使工程師不得不遵守規則、無需思考。一個(ge) 類似這樣的標準可能使得糟糕的測量結果一定發生。可是，如果我們(men) 不要思考（或不允許去思考），那麽(me) 就可能采集不到恰當的測量結果。

剛才，你問過，對於(yu) 所有的錘擊試驗使用硬錘頭。這個(ge) 問題我稍後解答，但我們(men) 先討論一些基本知識，是關(guan) 於(yu) 錘擊試驗的錘頭選擇的。首先，我們(men) 記得，施加到結構上的輸入力譜是錘頭硬度以及結構硬度綜合作用的結果。總的說來，輸入功率譜是由衝(chong) 擊脈衝(chong) 的時間長度控製的。時域內(nei) 的長脈衝(chong) 產(chan) 生短或窄頻譜。時域內(nei) 的短脈衝(chong) 產(chan) 生寬頻譜。

讓我們(men) 來看些實例，並從(cong) 測量的角度來理解這是什麽(me) 意思。（下麵所有圖中，黑色為(wei) 頻響FRF，藍色為(wei) 輸入譜，而紅色為(wei) 相幹）。

現在，我們(men) 使用一個(ge) 非常軟件的錘頭來激勵一個(ge) 結構，頻率範圍為(wei) 800Hz。如圖1所示，我們(men) 看到，過了400Hz，輸入功率譜（藍色）有較明顯的衰減。也注意到，400Hz之後，相幹（紅色）開始明顯衰減，而且過了400Hz，頻響FRF（黑色）看上去也不是特別好。此處症結在於(yu) ，高頻部分沒有足夠的激勵來引起結構響應。沒有輸入就沒有輸出。因為(wei) 測得的輸入、頻響、以及相幹不可接受，則不必妄談測得的輸出。

現在，讓我們(men) 使用一個(ge) 非常硬的錘頭來激勵一個(ge) 結構，頻率範圍為(wei) 200Hz。如圖2所示，我們(men) 看到，輸入功率譜（藍色）在感興(xing) 趣的整個(ge) 頻率範圍內(nei) 非常平坦。也注意到，對於(yu) 此次測量結果，相幹（紅色）不是特別好。此處症結在於(yu) ，高頻部分激勵過甚，引起了結構所有階模態的響應。（我們(men) 稍後進一步討論這一點。）

現在，讓我們(men) 利用中等硬度的錘頭來激勵結構，頻率範圍為(wei) 200Hz，這樣一來，在感興(xing) 趣頻率範圍的尾部，輸入力譜沒有明顯的衰減。如圖3所示，我們(men) 看到，輸入功率譜（藍色）在200Hz的位置衰減了10～20dB。也注意到，除了反共振頻率之外，相幹（紅色）在200Hz範圍內(nei) 的所有頻率上看上去都特別好。在這些反共振頻率上，相幹的衰減完全可以接受，因為(wei) 在這些頻率上，結構不產(chan) 生共振（反共振）。這意味著測量不到響應，相幹預期會(hui) 在此處減小。這是個(ge) 不錯的測量結果。

注意到，輸入譜並不是如你所建議的那樣完全平坦。實際上，當輸入幾乎完全平坦時，如圖2所示，測量結果並不好。那我們(men) 解釋這是為(wei) 什麽(me) ？考慮如圖4所示的測量結果。這個(ge) 測量結果是在400H帶寬範圍內(nei) 采集到的。對於(yu) 這個(ge) 測量結果，在400Hz帶寬範圍內(nei) ，所用錘頭大約具有20dB的衰減，這大體(ti) 上可以接受。

現在，比如說我隻想要測量到128Hz，並且我想限定輸入譜衰減不得超過3dB。那麽(me) 觀察圖4，圖4具體(ti) 指出了128Hz帶寬。在這個(ge) 128Hz頻率範圍內(nei) ，輸入力譜衰減了大約2～3dB。因此這個(ge) 測量結果應該可以接受。但是你必須意識到，盡管頻率範圍隻有128Hz，但結構響應是基於(yu) 施加到結構中的能量的。因此，128Hz之外，由於(yu) 輸入激振力激起了所有階模態，因此結構有較大響應 — 盡管我可能對哪些頻率並不感興(xing) 趣。

安裝到結構上的加速度計，測量所有的響應並且輸出一個(ge) 電壓，電壓輸入到信號分析儀(yi) 。隻要快速地瀏覽一下頻響FRF曲線下麵的整個(ge) 區域，看上去隻有1/3的能量與(yu) 感興(xing) 趣的帶寬相關(guan) 。其他部分的能量與(yu) 某些情況相關(guan) ，對之我沒有興(xing) 趣揣度。但是加速度計卻感知到這個(ge) 能量！可能需要對信號分析儀(yi) 的ADC進行設置，這樣不會(hui) 因結構總體(ti) 響應而發生過荷。

如果信號在輸入到分析儀(yi) 之前，沒有進行模擬濾波，則ADC可能需要設置的很高，以避免潛在的過荷。記住，信號的大部分能量有可能超出感興(xing) 趣的128Hz帶寬！！！這會(hui) 導致ADC中的量化問題。利用錘頭很容易解決(jue) 這個(ge) 問題，錘頭沒有激起、也沒有必要激起感興(xing) 趣帶寬之外的模態。

好了，現在你能理解，對於(yu) 錘擊試驗，我為(wei) 何不喜歡一直用硬錘頭了。確定無疑，它可以產(chan) 生一個(ge) 相當平坦的輸入譜。問題是它激起了比預期更多的模態，這樣或許導致測量結果糟糕。好好考慮一下，並且如果你有關(guan) 於(yu) 模態分析的任何其他問題，盡管問我好了。

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

 

關(guan) 於(yu) Gfai tech

Gfai tech GmbH一直在生產(chan) 和銷售"德國製造"的聲音和振動測量和分析創新国产欧美在线超過15年。作為(wei) 国产成人在线观看免费网站計算機科學促進會(hui) （GFai）的100%子国产黄色在线观看，它始終以行業(ye) 為(wei) 導向和以国产成人在线观看免费网站為(wei) 導向。

Gfai tech以一台模塊化和靈活的聲學攝像機而聞名，用於(yu) 聲源的定位，可視化和分析。如今，該国产欧美在线組合還包括實驗模態分析的創新以及用於(yu) 監測、分析和評估聲學測量數據的完整軟件解決(jue) 方案。我們(men) 的測量解決(jue) 方案国产成人在线观看免费网站於(yu) 汽車、工業(ye) 、空中交通、火車交通和研發領域的降噪、錯誤檢測和聲音設計。

上海昊量光電作為(wei) gfai tech国产黄色在线观看在中國大陸地區的代理商，為(wei) 您提供專(zhuan) 業(ye) 的選型以及技術服務。對於(yu) WaveHitMAX-全自動衝(chong) 擊測試的智能脈衝(chong) 錘有興(xing) 趣或者任何問題，都歡迎通過電話、電子郵件或者微信與(yu) 我們(men) 聯係。

更多詳情請聯係昊量光電/歡迎直接聯係昊量光電

關(guan) 於(yu) 昊量光電：

上海昊量光電設備有限国产黄色在线观看是光電国产欧美在线專(zhuan) 業(ye) 代理商，国产欧美在线包括各類激光器、光電調製器、光學測量設備、光學元件等，涉及国产成人在线观看免费网站涵蓋了材料加工、光通訊、生物醫療、科學研究、國防、量子光學、生物顯微、物聯傳(chuan) 感、激光製造等；可為(wei) 客戶提供完整的設備安裝，培訓，硬件開發，軟件開發，係統集成等服務。

您可以通過我們(men) 昊量光電的官方網站www.weilancj.com了解更多的国产欧美在线信息，或直接來電谘詢4006-888-532。