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（三十一）趣味解讀模態空間--校準和模態振型歸一何以重要？有差別嗎？
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校準和模態振型歸一何以重要？有差別嗎？
我們(men) 來討論一下這個(ge) 問題。
對於(yu) 準確的動力學模型的推導，校準和模態振型歸一是兩(liang) 個(ge) 重要方麵，準確的模型可以用於(yu) 其他結構動力學研究。包括仿真和預測，動力學修改，有限元修正，還有很多。盡管有些情形下，校準和歸一或許不那麽(me) 重要，但我總是建議這些應該做，因為(wei) 這或許是僅(jin) 有的當前能采集的數據。我們(men) 首先討論校準，再討論歸一。
整個(ge) 采集係統校準很重要。回到2通道FFT分析儀(yi) 的早期，很多時候，當進行故障診斷或者快速偵(zhen) 查試驗的時候，我們(men) 或許會(hui) 繞過校準，因為(wei) 我們(men) 隻對輸出輸入的比值感興(xing) 趣 — 那麽(me) 準確的單位或許不那麽(me) 重要。這也許可以接受，因為(wei) 我們(men) 可能隻對結構的一般振型感興(xing) 趣。但是一旦需要利用模態數據進行仿真，預測等，就需要一個(ge) 完全校準過的模型。當動力學模型用於(yu) 其他結構動力學研究說，需要準確校準。
當更多通道的FFT分析儀(yi) 出現後，多個(ge) 加速度計（可能具有不同的靈敏度）的使用就需要至少使用某個(ge) 歸一的校準值。如果不這樣，那麽(me) 結構的不同區域在振型上可能會(hui) 展示出相對差異，這將對理解模態振型造成混亂(luan) 。
那麽(me) 要進行什麽(me) 校準？嗯，完整的校準總是非常好的。這包括整個(ge) 采集通道作為(wei) 一個(ge) 單元 —加速度計、信號調理儀(yi) 、ADC通道在一起，進行完整的校準。
盡管對每個(ge) 單獨的部分進行校準也常可接受，但更傾(qing) 向於(yu) 整個(ge) 係統一起校準。有很多不同類型的校準。加速度計可以相對一個(ge) 維護良好的參考加速度計進行校準，參考加速度計跟蹤一個(ge) 振源。這可以利用試驗加速度計相對參考加速度計背對背安裝方式在實驗室內(nei) 進行。或者可以利用某個(ge) 已知質量通過跌落測試進行加速度計校準。另一種常見的校準方式是利用力傳(chuan) 感器進行激勵，力傳(chuan) 感器安裝到一個(ge) 帶有加速度計的已知質量上。這可以利用已知質量的運動方程得到力與(yu) 加速度之比。（如果加速度傳(chuan) 感器中的其中一個(ge) 已知，則可以校準其他傳(chuan) 感器。）這類校準的非常準確的方法是將測試要用的采集通道進行校準。
並且盡管很多校準服務国产黄色在线观看提供固定增量（如，50，100，200，500，1000，…）校準，這隻能得到那些離散頻率上的信息。更好的校準辦法是在關(guan) 心的頻率範圍內(nei) 進行寬帶輸入激勵。
既然校準後的模態數據處理好了，我們(men) 需要討論模態振型歸一了。是的 — 我明白振型是點之間的相對運動。但是需要采用一種歸一辦法，也就是說，模態質量、模態阻尼和模態剛度之間的關(guan) 係。振型可以任意，但是振型和物理量之間的關(guan) 係至為(wei) 重要。振型可以按你所願任意歸一 — 但是非常常用的是單位質量歸一（但其他諸如單位長度、zui大值等於(yu) 1也很常見）。重要的事情是振型歸一到某個(ge) 確定的量，作以後參考用。對於(yu) 以後利用動力學模型進行仿真、預測、修正等，歸一是關(guan) 鍵因素。
利用一個(ge) 簡單的3自由度係統來講解歸一。
運動方程以及設定的係統值為(wei) ：
對應的特征解得出：
現在隻講係統第1階模態。
1階模態的頻率、阻尼和複數ji點為(wei) ：
回想下，ji點和留數是描述所測頻響的數值。對1階模態，它是
現在再回想下，根據下麵的方程，留數與(yu) 係統模態振型直接相關(guan) ，
它可以展開為(wei)
這個(ge) 式子裏，比例常數‘q’是很重要的項。盡管有很多可用的不同類型的歸一辦法，但非常常用的一種辦法是單位模態質量歸一。（這也是有限元建模軟件包中很常見的歸一辦法）。照此辦法，模態質量、模態阻尼和模態剛度等係統參數定義(yi) 為(wei) ：
現在如果考慮方程的第1列，則利用下式可以建立留數和模態振型之間的關(guan) 係
我們(men) 注意到，這個(ge) 式子裏有個(ge) 非常重要的比例因子‘q’。這個(ge) 比例常數幫助保留模態振型和係統模態質量、模態阻尼和模態剛度之間的正確比例關(guan) 係。注意如果我們(men) 得到一個(ge) 測量結果
對於(yu) 每個(ge) 方程，有一個(ge) 提取出來的留數值（從(cong) 曲線擬合過程得到），但有兩(liang) 個(ge) 模態振型值。所以關(guan) 於(yu) 模態振型zui好這樣講，不同點之間有“相對”運動。利用留數這種相對運動可以動畫，並提供豐(feng) 富的信息。但是如果考慮驅動點測量結果，則那麽(me) 可以看出，h11得到a11=qu1u1並且這個(ge) 方程可以用來求出u1，接著再用它來將所測的所有其他項進行歸一。
我經常聽見有人說沒有必要對模態振型進行歸一，也沒有必要測量驅動點結果。盡管為(wei) 了目測觀察模態振型這是對的，如果沒有歸一因子，這個(ge) 模態信息就不能用於(yu) 任何進一步的分析處理。需要歸一化的模態數據做進一步的分析，例如結構修改、強迫響應計算、響應預測、仿真、有限元修正等等。
因為(wei) 這個(ge) 例子裏的模態是實模態，留數是複數但隻有虛部。為(wei) 了簡化數值，利用r=2ja – 留數可以轉化為(wei) 實數表示（注意，在很多已有的商業(ye) 模態軟件包中，這是留數的一種常用的表達形式）。
對這個(ge) 例子的1階模態，留數‘r’的數值是
那麽(me) 帶比例因子的留數與(yu) 模態振型之間的關(guan) 係如下：
所以可以看出確定的比例關(guan) 係確確實實存在，為(wei) 了求得這種關(guan) 係，必須利用驅動點測量結果進行模態振型歸一。
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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