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（二十二）趣味解讀模態空間--錘擊試驗時，要考慮的重要的事情是什麽(me) ？
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錘擊試驗時，要考慮的重要的事情是什麽(me) ？我們(men) 來討論一下這個(ge) 問題。
這個(ge) 問題問得很好。重要的考慮因素可以劃分為(wei) 與(yu) 錘擊相關(guan) 的以及與(yu) 響應相關(guan) 的。與(yu) 激勵相關(guan) 的事項非常多。此處隻討論與(yu) 錘頭、觸發延遲以及雙擊相關(guan) 的事項。但是，關(guan) 於(yu) 模數轉換器過載/欠載、數字化儀(yi) 的不當使用、以及測試非線性結構的難點等其它事項是另外一些需要考慮的事項（但本文不做講解）。關(guan) 於(yu) 響應方麵的注意事項為(wei) 信號延遲、加窗的必要性以減少泄漏。我們(men) 先討論激勵方麵的問題，接下來再討論響應方麵的問題。
首先，在很大程度上力錘錘頭決(jue) 定了所激起的頻譜。總的來講，錘頭越硬，激起的頻率範圍越寬。通常所用錘頭的兩(liang) 個(ge) ji端是橡膠錘頭和金屬錘頭，還有各式各樣的介於(yu) 二者之間的錘頭，如軟塑料、硬塑料、橡皮錘頭，等等。在錘擊過程中所設計的每種錘頭具有一定程度的彈性變形。錘頭衝(chong) 擊的總時間段與(yu) 激起的相應頻率範圍直接相關(guan) 。一般來講，時間脈衝(chong) 長度越短，激起的頻率範圍越寬（圖1展示了幾種典型的錘頭）。
盡管情況通常如此，但結構上的局部柔性常常會(hui) 對衝(chong) 擊總時間產(chan) 生重要的作用，於(yu) 是會(hui) 對施加於(yu) 結構上的力譜產(chan) 生影響。當對具有顯著剛度變化的結構進行測試時，你或許已經注意到了這個(ge) 問題。當敲擊一個(ge) 硬區域時，可以觀察到一個(ge) 輸入譜，而當敲擊一個(ge) 更軟區域時，可以激起一個(ge) 非常不同的更窄的頻率範圍。（由力錘製造商提供的錘頭頻譜沒有包括任何局部結構柔性影響。）務必注意！！！
錘擊試驗另一個(ge) 比較重要的測試注意事項是關(guan) 於(yu) 預觸發延遲必要性的。因為(wei) 測量的引發是由脈衝(chong) 的前導沿控製的，除非設置一定的預觸發延遲，否則會(hui) 丟(diu) 失部分脈衝(chong) 、造成頻譜失真。頻譜失真的影響如圖2所示。紅色脈衝(chong) 及所得頻譜與(yu) 具有預觸發延遲的正確的藍色脈衝(chong) 及所得頻譜顯然是不同的。這會(hui) 引起一定的輸入頻譜失真，對計算得到的頻響產(chan) 生影響。
通常，1%～5%時間窗的預觸發延遲足以消除這種影響。當設置這個(ge) 延遲時，必須要小心仔細，因為(wei) 有些FFT分析儀(yi) 用正（+）延遲表示預觸發，而另一些則用負（-）延遲表示預觸發延遲。如果使用不當，會(hui) 導致完全錯誤的頻譜。檢查時域脈衝(chong) 來確信在時域信號中捕捉到了完整的脈衝(chong) 。另外，有些分析儀(yi) 利用塊百分比，而另一些則是用以秒表示的絕對時間值。如果用了絕對時間，則可能會(hui) 引起問題，特別是在試驗設置過程中改變帶寬時。務必要小心！！！
雙擊是另一個(ge) 令人厭煩的錘擊測試問題。雙擊通常引起非一致、非平坦的輸入力譜。兩(liang) 種典型的雙擊如圖3所示。譜上的“紋波”是我們(men) 所不期望的，如果力譜顯著降落尤甚。降落30dB或者更多要引起注意，特別是如果它發生在共振峰的位置 — 並且這經常會(hui) 發生。
造成雙擊的原因通常有兩(liang) 種可能。第1，很多雙擊是由錘擊試驗的新手或者不熟練人員造成的。需要花點時間來熟悉揮動力錘 — 它是一個(ge) 不同於(yu) 楔釘子的技術活！但是即使有經驗，有時雙擊也不可避免。對於(yu) 小阻尼結構，結構的響應是如此之快以至於(yu) 力錘常常來不及從(cong) 結構上移開。這種情況下，雙擊不可避免。問題在於(yu) ，在結構的主要共振頻率上錘擊力譜常常具有顯著的降落。這會(hui) 帶來我們(men) 所不期望的影響，務必要避免。克服雙擊問題的一種可能技術是利用互易性原理。錘擊位置和響應位置互換，以避免雙擊問題。這通常能解決(jue) 問題，但很多時候，附加質量影響會(hui) 成為(wei) 一個(ge) 單獨的問題。
zui後一個(ge) 主要的關(guan) 心問題是關(guan) 於(yu) 響應、加指數窗必要性的。在FFT的采樣時間段內(nei) 係統的響應可能沒有衰減到零。當出現這種情況時，除非使用窗函數，否則會(hui) 發生泄漏。合適的窗函數是指數窗，但隻有在必要時才可以使用。很多時候，在采樣時間段內(nei) ，如果信號自然衰減到零，則沒有必要加窗函數。
常常可以設置數據采集係統以允許這種情況出現。加窗之前，總應該探討兩(liang) 個(ge) 信號處理參數。可以改變帶寬選擇，它對采集數據所需的總時間有直接的影響。如果帶寬減半，則時間加倍。另一種增加采樣總時間的辦法是改變采集的總樣本點數。這兩(liang) 種信號處理參數允許采集更多的時域數據，並且在用窗函數之前，總應該先試一下。但是如果信號在采樣時間段的尾部沒有衰減完，則仍然需要一個(ge) 窗函數來減少泄漏的影響。圖4中所示，藍色的時域信號需要指數窗，而紅色的時域信號和采樣時間段不需要窗函數（或者說，至少很大程度上減少了加窗的必要性）。
我希望這有助於(yu) 解釋錘擊試驗時的某些重要的關(guan) 心事項。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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