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（六十九）趣味解讀模態空間-改變懸臂梁頂部剛度，但僅(jin) 能改變頻率那麽(me) 多點。怎麽(me) 回事？
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改變懸臂梁頂部剛度，但僅(jin) 能改變頻率那麽(me) 多點。怎麽(me) 回事？
嗯，這需要討論。
嗯，這是諸多問題中的又一個(ge) 問題，我看到很多人對其感到困惑。讓我們(men) 從(cong) 一個(ge) 簡單的懸臂梁開始，並解釋係統一些內(nei) 在的基本特性。
首先，我們(men) 從(cong) 簡單的有限元模型開始，來研究懸臂梁頂部剛度的影響。懸臂梁、頂部帶彈簧的懸臂梁以及端部鉸支條件下的懸臂梁如圖1所示。我們(men) 將利用梁的有限元模型來深入領會(hui) 一下當梁頂部的彈簧剛度由低變到高時發生了什麽(me) 。
表1列出了懸臂梁前3階模態，接下來列出了隨著剛度增加時的頻率變化情況、以及如果彈性剛度無窮大，zui後為(wei) 鉸支邊界條件下的頻率變化情況。值得注意的是，隨著彈簧剛度增加，zui終頻率趨向於(yu) zui終懸臂梁頂部鉸支邊界條件下的結果。
圖1 – 懸臂梁，懸臂梁帶頂端彈簧，懸臂梁頂端鉸支
那麽(me) 這意味著，不管你在懸臂梁頂部加了多少剛度，頻率隻能移動那麽(me) 多點，並且後麵剛度增加的再多，也幾乎沒有什麽(me) 影響 — 這是一個(ge) 收益遞減點。
現在讓我們(men) 進一步考慮這個(ge) 簡單的懸臂梁，看看其頂部的響應。頻響函數如圖2所示，在梁的頂部測量驅動點頻響，頂部也是剛度施加的地方。
那麽(me) 現在我們(men) 來看一看頻響函數，並討論這個(ge) 頻響的不同部分。這個(ge) 函數在固有頻率上有峰值。大致說來，在頻域內(nei) 有一個(ge) 區域，在這個(ge) 區域內(nei) 用很小的力可以引起很大的響應。在共振頻率上，結構好像沒有明顯的剛度。
表1：不同端部條件下的懸臂梁固有頻率
現在來看反共振頻率，在頻域範圍內(nei) 有一段區域，在這個(ge) 區域上施加很大的力，卻基本上沒有響應。結構好像剛度無窮大。也就是說在反共振頻率上沒有位移，並且懸臂梁在那個(ge) 點上好像被鉸支固定了。
你看，如果懸臂梁頂部剛度變化，那麽(me) 這個(ge) 函數的峰會(hui) 發生遷移。如果梁頂部剛度增加，峰值會(hui) 向上遷移。如圖所示。
圖3 – 彈簧引起的頻率遷移
但是隨著剛度增加，係統頻率的遷移會(hui) 有一些限製。現在如果我們(men) 認識到反共振頻率實際上是懸臂梁頂部位移為(wei) 零處的頻率。那麽(me) 顯然，這是梁仿佛在頂部被鉸支固定時的頻率。如圖4所示。根據這個(ge) 示意圖，很容易認識到，無約束懸臂梁的峰值永遠不會(hui) 遷移超出懸臂梁的反共振頻率，因為(wei) 本質上這是頂部施加約束的懸臂梁，約束條件為(wei) 鉸支。
圖4 – 約束條件下的zui大頻率遷移
那麽(me) 綜上所述，很顯然，當在梁的頂部考慮一個(ge) 彈簧時，懸臂梁的頻率僅(jin) 能遷移那麽(me) 多點。更進一步講，通過觀察無約束懸臂梁頂部的反共振頻率，我們(men) 實際上可以確定這個(ge) 頻率能遷移多遠。
我希望這個(ge) 討論澄清了這個(ge) 謎團，關(guan) 於(yu) 固有頻率沒有進一步變化之前，為(wei) 什麽(me) 它們(men) 隻能移動那麽(me) 多的謎團。為(wei) 你自己證明這點的好方法是生成一個(ge) 簡單的有限元模型，並檢查輸出結果。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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