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（十六）趣味解讀模態空間--有人曾告訴我結構動力學修改不起什麽(me) 作用，因為(wei) 得不到係統全部振型
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曾告訴我結構動力學修改不起什麽(me) 作用，因為(wei) 你得不到係統的全部模態振型。
嗯，那我們(men) 來討論一下這個(ge) 問題。
在1980年代早期，結構動力學修改（SDM）就已經成為(wei) 一種廣泛使用的工具。由於(yu) 對這項技術有些誤解，可能會(hui) 得到某些錯誤的結果。但是在正確的條件下，SDM是一種很強大的工具，可以輔助設計工程師做出很好的設計決(jue) 策。我們(men) 首先簡要回顧一下這項技術，並且說明一下這項技術對於(yu) 它很大的問題 — 模態截斷是怎樣敏感的。
大致說來，SDM是一種分析工具，當去考察係統的質量、阻尼、和剛度存在少量變化的時候，它利用模態數據（可以是解析的，也可以是試驗的）來估計係統的動力學特性將如何變化。注意，僅(jin) 僅(jin) 利用模態數據（頻率、阻尼、和模態振型）進行預測 — 為(wei) 了探究這些改變，不需要對原始的FEM或試驗數據進行修改。然而，一旦獲得了一些想要的變化，那麽(me) 強烈地推薦重新對修改後的模型進行有限元分析或者重新對修改後的試件進行試驗。
可以推導出物理係統方程並得到特征解。模態表達式既可以從(cong) 解析模型中得到，也可以從(cong) 試驗數據中得到。在模態空間中，物理係統的模態表達式按下式給出
現在，物理係統的質量變化量\Delta MΔM、阻尼變化量\Delta CΔC、和剛度變化量\Delta KΔK，可以在模態空間中表示（通過模態變換方程）如下
假設一個(ge) 比例阻尼係統，可以得到修改後的係統的特征解。這個(ge) 解的一個(ge) 重要部分是根據下式求解係統的zui終物理模態
這表明修改後的係統的zui終模態是由原始係統無修改模態的線性組合構成的。這是一個(ge) 重要的方程，我們(men) 將它用來說明預測結果的截斷影響。
考慮一個(ge) 簡單的自由-自由梁例子，我們(men) 將利用它進行兩(liang) 種簡單的結構修改 — 簡支梁和懸臂梁。將利用兩(liang) 根接地彈簧來修改結構，並求解SDM方程以得到修改頻率和模態振型。原始無修改頻率和zui終修改頻率如表1所示（備注：識別出的用斜體(ti) 表示的頻率是係統約束模態的一種近似，超出了本次討論的範圍）。
注意，僅(jin) 僅(jin) 利用原始無修改係統的前5階模態，簡支梁生成了非常精確的修改模態，而懸臂梁卻沒有。為(wei) 什麽(me) 簡支表現得這麽(me) 好，而懸臂卻不行呢？答案在於(yu) 這些模態振型是怎樣由原始係統模態來構成的。
這個(ge) 簡支梁修改後的模態很容易由原始係統無修改模態的線性組合構成。當觀察圖2時，我們(men) 注意到模態1和3是簡支梁的第1階zui終修改後的模態的重要貢獻者。而當觀察圖3時，我們(men) 注意到，模態2和4是簡支梁的第2階zui終修改後的模態的重要貢獻者。
但是當我考慮懸臂梁修改的模態時，無修改係統的所有5階模態都有重要的貢獻。事實上，需要更多的模態來提高這個(ge) 懸臂梁預測模態的精度。（備注：懸臂梁的2階模態如圖4所示）
可以證明，簡支可以簡單地由原始係統已有的5階自由-自由模態的線性組合構成，而懸臂梁卻不能！而事實上沒有所有階模態並不總是問題。真正的問題在於(yu) ，zui終修改後的模態必須能夠由原始無修改模態構成。
另一個(ge) 值得注意的重點是，自由-自由梁的剛體(ti) 模態對於(yu) 準確預測修改後的模態非常重要。如果剛體(ti) 模態不存在，那麽(me) 這個(ge) 預測模態將是錯誤的。對於(yu) 開發試驗模態數據庫來說，這是一個(ge) 重要的注意事項，因為(wei) 常常不將剛體(ti) 模態作為(wei) 試驗的組成部分來進行采集。
重要的一點是，為(wei) 了利用SDM求取一個(ge) 準確的修改模型，zui終模態必須總是由無修改模態的線性組合構成。如果這是可能的，那麽(me) 可以得到好的結果。如果這是不可能的，那麽(me) 由於(yu) 模態截斷將會(hui) 產(chan) 生錯誤。
不去深究所有詳盡的方程，用幾個(ge) 簡單的圖形來說明SDM是如何利用係統無修改模態來獲取係統修改後的模態的估計值。我希望這個(ge) 討論可以幫助你理解SDM可能受到模態截斷的影響。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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