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（七十）趣味解讀模態空間-用跟全局坐標係傾(qing) 斜的輸入進行激振器試驗
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如果用跟全局坐標係傾(qing) 斜的輸入進行激振器試驗，如何將力按各個(ge) 方向分解為(wei) 特定的分量？
等等 – 在你測試數據之前，我們(men) 需要討論一下這個(ge) 問題。
嗯，事實證明，其實你不需要將力分解為(wei) 全局坐標係內(nei) 的各個(ge) 分量。有一種簡單的方法來解釋這點。但是，在我們(men) 弄清我們(men) 要如何幫助解決(jue) 你描述的這個(ge) 問題之前，我們(men) 首先討論一些基礎知識。
我們(men) 需要理解的第1件事情是，即使是你能在全局坐標係內(nei) 將輸入力分解為(wei) 兩(liang) 個(ge) 獨立的輸入，你實際上也不會(hui) 有兩(liang) 個(ge) 獨立的輸入；這兩(liang) 個(ge) 輸入跟那個(ge) 加到結構上的獨立輸入是線性相關(guan) 的。所以即使你能將它分解為(wei) 多個(ge) 分量，這麽(me) 做也沒有任何用處。但是，想一想我們(men) 自己為(wei) 什麽(me) 會(hui) 這麽(me) 想，需要將力分解為(wei) 獨立的分離。
我們(men) 拿一個(ge) 簡單的結構開始這個(ge) 討論，結構具有性質上非常方向性的模態振型，如圖1所示。
圖1 – 模態振型，具有非常方向性的特征
那麽(me) 對方向性模態，我這是什麽(me) 意思？這表示對結構的某一特定階的模態，結構響應主要是在一個(ge) 方向上，而在其他方向上少於(yu) 或者沒有響應。但結構的另一階模態可能在跟第1階模態不同的方向上有響應，而在其他方向上少有或者沒有響應。在圖1中第1、3階模態上，我們(men) 可以看得出這點；注意到，模態振型基本上是水平方向上，而垂直方向上少有運動。但是，如果我們(men) 觀察第2、4、5和6階模態，會(hui) 發現振型的主要運動是在垂直方向上，而水平方向上少有運動。
所以，如果我們(men) 想要選取一個(ge) 模態試驗的參考點，若是我把自己限製在水平方向（X）或者垂直方向（Y），則不容易選取。那麽(me) 也許我需要有某個(ge) 傾(qing) 斜於(yu) 全局坐標係的參考點，對這組測試結果，我選用。為(wei) 了討論起見，我們(men) 假設我隻對係統的前四階模態感興(xing) 趣。首先，我們(men) 寫(xie) 出方程，假設在一次模態試驗中，對x-方向的模態我有一個(ge) 參考點，接下來在第二次模態試驗中，對y-方向的模態有一個(ge) 參考點。（zui終，我們(men) 將寫(xie) 出傾(qing) 斜參考點的方程，來說明在一次模態試驗中，如何選擇一個(ge) 適合於(yu) 所有模態的參考點。）
現在要討論的重要的事情是驅動點測量結果的重要性以及它如何跟描述留數和模態振型的方程聯係在一起。我們(men) 回憶一下頻響函數的方程
我們(men) 要記住，對於(yu) 一個(ge) 特定的測量自由度，留數跟模態振型（以及q比例因子）直接相關(guan) ，如下
或者，對於(yu) 全部測量結果，按矩陣的形式，如下
所以，如果我們(men) 選取一個(ge) 特殊的參考點，例如7x，並在24個(ge) 測點位置按照x和y方向進行測量，那麽(me) 對特定一階模態，這組數據可以寫(xie) 為(wei)
那麽(me) 我們(men) 會(hui) 發現，利用
在7x的驅動點測量結果將是把留數進行歸一以得到歸一化模態振型所需的測量結果。
但是，我們(men) 必須記住，根據x方向（7x）上的參考點，隻有1、3階模態可以容易地測量出來，因為(wei) 這些模態在x方向上，而2、4階模態是y-方向上的模態，如果參考點在x-方向上的話，則不容易測出來。
為(wei) 了測量2、4階模態，需要y-方向上的參考點。當然，需要第2次試驗完成這點。舉(ju) 個(ge) 例子，如果選擇一個(ge) 位於(yu) 20Y的參考點，那麽(me) 可以寫(xie) 出相對於(yu) 這個(ge) 參考點的方程，並且如上所述，將用20Y的驅動點得到歸一化模態振型，為(wei)
但是這需要用兩(liang) 個(ge) 不同的參考點進行兩(liang) 次模態試驗。另一種方法是在結構上選擇一個(ge) 額外的點，按照某種傾(qing) 斜的角度，例如在一個(ge) 任意點99s的位置，在這裏進行力和加速度的驅動點結果測量。為(wei) 了示意，加到結構的輸入如圖2所示。這個(ge) 參考點可以是結構上的任何一個(ge) 點，按照任何傾(qing) 斜的角度，隻要那個(ge) 位置適合於(yu) 激起感興(xing) 趣的全部模態。
圖2 – 利用傾(qing) 斜輸入激勵進行模態試驗
對於(yu) 這組測量結果，相對於(yu) 點99s位置的參考點的方程組和驅動點測量結果將是
那麽(me) ，一旦利用驅動點測量結果將模態振型進行歸一之後，則真的沒有必要在模態振型的描述中包含這個(ge) 參考點。這恰是得到歸一化模態振型的一種非常方便的辦法，甚至無需在模態振型的實際幾何形狀描述中包含這個(ge) 傾(qing) 斜的驅動點測量結果。但是當然，關(guan) 鍵是記住，為(wei) 了讓這點有效，傾(qing) 斜的參考點位置必須是一個(ge) 好位置，其中，根據那個(ge) 參考點位置可以觀察的到所有模態。
我希望這個(ge) 解釋有助於(yu) 你理解，對參考點你可以選取任意的角度 – 隻要它不是模態的節點。並且你可以利用這個(ge) 傾(qing) 斜的參考點位置作為(wei) 驅動點進行係統的模態歸一。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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