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模態空間係列(七十八)趣味解讀模態空間 – 支撐方式對於FRFs有什麽影響?

發布時間:2022-05-26 13:06:23 瀏覽量:2925 作者:Peter Avitabile

摘要

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。

正文

模態空間係列(七十八)趣味解讀模態空間 – 支撐方式對於(yu) FRFs有什麽(me) 影響?橡皮繩與(yu) 釣魚線比有什麽(me) 差別?


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。

支撐方式對於(yu) FRFs有什麽(me) 影響嗎?橡皮繩與(yu) 釣魚線比有什麽(me) 差別嗎?


嗯,我們(men) 之前曾經討論過試驗設置的影響。但是或許我們(men) 需要對此多做說明。

對於(yu) 你的特定問題,需要關(guan) 心結構支撐方式是否可能會(hui) 影響到阻尼 — 例如,我們(men) 是利用彈性繩呢?還是采用建議的釣魚線呢?為(wei) 了搞清楚這可能帶來何種影響,我們(men) 測試一個(ge) 簡單結構來看看對於(yu) 模態試驗來講,幾種不同的結構支撐方式可能會(hui) 帶來什麽(me) 影響。 



對於(yu) 本試驗,我們(men) 使用一個(ge) 簡單的平板,在其中一組測試中,主要從(cong) 板的四個(ge) 角用長柔彈性繩(橡皮條)和尼龍繩(釣魚線)水平懸掛起來。但是在接下來的第二組試驗中,垂直吊起平板,隻從(cong) 兩(liang) 個(ge) 角支撐,構成擺的形式。在所有情況下,對所有測試用一個(ge) 固定到板上的加速度計來測量板的響應,並且用錘擊激勵來提供輸入以測量頻響函數。


針對信號處理參數來講,必須小心來保證時間樣本足夠長使得在時間樣本的尾端響應信號完全為(wei) 零;這就確保了FFT不受泄漏的影響,對於(yu) 測量結果不施加權重函數(窗函數)。


平板以及幾種支撐配置如圖1所示。衝(chong) 擊力錘和加速度計也顯示出來供參考。將討論所有四次試驗的結果而不去討論每個(ge) 獨立試驗的結果。


圖2展示了所測頻響函數的重疊在一起,同時顯示了根據有理分式多項式擬合方法(利用MEscope軟件)得到的頻率和阻尼。隻考慮前5階模態。


乍看之下,很明顯,從(cong) 所做的四次不同試驗中得到的四個(ge) 不同頻響函數之間有些差異。


對於(yu) 垂直方向懸掛(按擺的方式布置)的平板進行試驗的情形,看上去所測頻響差異較小;藍色頻響是用彈性橡皮條而綠色頻響是用釣魚線。


對這兩(liang) 種測試來說,頻率值非常相似,並且阻尼值也相同,但確實顯示出一點差別。對於(yu) 這種布置方式,結果不完全相同但是幾乎比較接近於(yu) 同值(這裏至少為(wei) 了講解的目的)。


現在當平板水平支撐時,存在不同的情況。對於(yu) 彈性橡皮條支撐(紅),頻率非常接近但阻尼值有些不同,其值看上去比垂直懸掛的板要高。



圖2 – 2種不同試驗設置的頻響比較,用2種不同的支撐機製,另外比較從(cong) 測得的頻響函數中提取的頻率和阻尼。


接下來考察釣魚線,板水平懸掛(黑),對於(yu) 所研究的所有模態而言,固有頻率很明顯地增加了。阻尼值也比其他支撐方式的要高。

所有根據這些非常簡單而快捷的試驗,在得到的頻響函數中確實有差別,提取出來的參數依賴於(yu) 試驗如何設置。


我希望這個(ge) 解釋有助於(yu) 你理解,對於(yu) 通常從(cong) 模態試驗得到的某些感興(xing) 趣的關(guan) 鍵參數,試驗設置會(hui) 有極大的影響。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  



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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


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雙重撞擊激勵可以在時域和頻域檢測到

 

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