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。
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模態空間係列（八十九）趣味解讀模態空間 – 驅動點頻響到底是什麽(me) ？必須準確地在同一點錘擊嗎？
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那麽(me) 驅動點頻響到底是什麽(me) ？你必須準確地在同一個(ge) 點錘擊嗎？
那我們(men) 看一看這個(ge) 問題。
對於(yu) 試驗模態測試，驅動點頻響總是招來很多疑問。當進行試驗特別是對這個(ge) 測量結果，要考慮幾件事情。因而討論這個(ge) 問題很重要。
作為(wei) 試驗模態測試的組成部分，進行驅動點測量非常重要。驅動點頻響是一個(ge) 測量結果，其中在結構上的同一個(ge) 點沿著同一個(ge) 方向測量輸入力和響應。當我們(men) 討論這類測量時，有幾件事要考慮。
無疑，錘擊結構於(yu) 同一個(ge) 位置實際上是非常困難的，在這裏你要同時測量響應，所以有些實際可能引發的後果需要考慮。我曾見過多次工程案例，其中為(wei) 了得到這個(ge) 驅動點頻響，加速度計的外殼像是承受了物理衝(chong) 擊。現在作為(wei) 進行這類測量的方法，這確乎不為(wei) 推薦。所以我們(men) 需要想一想如何進行測量，如何考慮實際進行這類測量所引發的後果。
所以很顯然我們(men) 需要設法得到盡可能符合預想的結果，不要真的在加速度計本身上進行錘擊。那麽(me) 實現這點的一種方法是在結構相反的一側(ce) 進行測量。如果截麵剛度很大或者是實心的，這似乎是獲得結果的一種可能方法。唯yi差別在於(yu) 需要考慮測量結果的相位，這樣如果加速度計的敏感正方向與(yu) 預期的測量結果差180度，需要修正相位。並且在已有的幾乎每個(ge) 模態軟件包中，允許包含相位，來定義(yi) 測量結果是沿著“正”方向抑或是沿著“負”方向。所以這根本不是問題（但稍後我們(men) 會(hui) 討論一個(ge) 難點）。
進行測量時，得到驅動點結果的另外一種辦法是在加速度計旁邊錘擊。現在這不是真正的驅動點測量結果，但如果結構很大，就不是問題。所以如果我要在一個(ge) 巨大的風力發電機葉片上進行測量，錘擊位置的這點細小差異的影響根本微不足道。但是，如果我要在一個(ge) 更小的結構，例如磁盤驅動器或者噴氣發動機透平葉片上，得到相同的驅動點測量結果，在這種情況下，相對於(yu) 加速度計實際幾何位置和實際錘擊位置的細小差異，結構的外形尺寸可能造成驅動點測量結果相當大的改變。
影響將是非常依賴於(yu) 隨每個(ge) 微小距離變化而變化的模態振型值。如果模態振型變化不大，真實驅動點測量結果和測得的驅動點測量結果之間的差異或許完全不足道。但是隨著結構開始變小，或者考慮高階模態時，模態振型實際改變的影響會(hui) 影響更大（絕無雙關(guan) 之意）。歸到底，這實際上都與(yu) 描述頻響函數的方程有關(guan) ，對於(yu) 單階模態近似，寫(xie) 成模態振型的形式，可以如下表示：
顯然，如果點“i”和“j”之間的模態振型值非常的小，那麽(me) 實際測得的頻響函數的變化以及驅動點的測量結果將會(hui) 非常的小。所以這都依賴於(yu) 外形尺寸以及相對於(yu) 加速度計和錘擊位置細小距離改變的模態振型變化量。
但是，我們(men) 考慮另外一種情況，這可能是一個(ge) 更為(wei) 普遍的問題，需要講清楚。很多時候，進行測量，為(wei) 了方便，加速度計布置在結構相反的一側(ce) 。如果結構是實心截麵或者非常剛硬，按照這種方式進行測量似乎有道理。或者由於(yu) 空間的限製，這或許不可能。不管怎樣，拿一個(ge) 簡單的管梁截麵來說明需要考慮的一些其他注意事項。梁的截麵示於(yu) 圖1，同時在右側(ce) 有兩(liang) 個(ge) 小的淚滴形加速度計安裝在結構上，顯示的紅色加速度計作為(wei) 真的驅動點測量結果，而顯示的藍色加速度計作為(wei) 驅動點測量結果的近似，可能通常會(hui) 采集。顯然這裏可以進行測量，因為(wei) 在梁的端部進行頻響函數驅動點測量，可以做得到；但是如果需要在中間位置測量，真正的驅動點測量就不可能了。（供參考，這個(ge) 鋁梁長約60英寸，截麵1英寸×2英寸，壁厚3/16英寸。）
圖1 – 梁測量的示意圖
現在，在4000Hz範圍內(nei) 進行錘擊測量，為(wei) 了更清楚地觀察頻響函數的差異，同時在1000Hz範圍內(nei) 進行放大。圖2所示，為(wei) 了比較，頻響函數的虛部以及兩(liang) 條曲線（紅色為(wei) 真正的驅動點頻響函數，藍色為(wei) 近似頻響）重疊在一起。函數的虛部基本上沒有差別。記住，對一個(ge) 模態分的比較開的比例阻尼係統，當實部為(wei) 零時，頻響的虛部將是峰。圖2似乎表明基本上沒有什麽(me) 差別，會(hui) 讓你以為(wei) 這個(ge) 測量結果沒有錯誤。
圖2 – 頻響虛部
但是，如果我們(men) 觀察頻響函數的幅值，會(hui) 發現某些東(dong) 西，指出是另外一回事兒(er) 。注意，兩(liang) 次測量結果間的反共振沒有對齊在一起。這與(yu) 兩(liang) 次測量結果的相位差直接相關(guan) ，所以盡管幅值對齊的很好，但兩(liang) 次測量的相位顯示出了明顯的差異。目前為(wei) 止，乍看這個(ge) 簡單的梁截麵，將會(hui) 預料到低階模態相對地不受測量準確驅動點和驅動點近似測量結果之間差別的影響，特別是低階模態。但非常明顯是有差異。（並且保險起見，這裏沒有儀(yi) 器的問題，將兩(liang) 個(ge) 加速度計頭對頭安裝重複測量，測量結果完全類似。）
圖3 – 頻響幅值
盡管幅值像是給出了模態振型的良好展現，但有更為(wei) 重要的東(dong) 西要注意，如果利用這些頻響於(yu) 任何基於(yu) 頻率的子結構類型的国产成人在线观看免费网站，不同的測點可能采集到的任何不一致數據，在數值處理上，相位/反共振問題將會(hui) 帶來很多困難。我希望現在對於(yu) 驅動點測量結果，你有一個(ge) 更好的理解了。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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