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。
模態空間係列（六十八）趣味解讀模態空間-我對自由-自由係統進行剛度修改，彈性體(ti) 模態卻向下轉移！怎麽(me) 回事？
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我對自由-自由係統進行剛度修改，彈性體(ti) 模態卻向下轉移！ 怎麽(me) 回事？喔，這需要討論。
完全正確 — 這是一個(ge) 非常大膽的說法，幾乎會(hui) 讓每個(ge) 人為(wei) 之側(ce) 目。我認為(wei) 我們(men) 首先需要說明一下在這種特殊情況下到底發生了什麽(me) 。但是與(yu) 其利用原來提供的特殊數據，倒不如用一個(ge) 簡單的梁來說明在這種情況下發生了什麽(me) 。
描述這個(ge) 問題的方式是，對一個(ge) 自由-自由係統進行試驗，接著約束固定係統或者約束係統的各個(ge) 角。當進行實際的修改來約束這個(ge) 自由-自由係統時，得到的模態比無約束係統的彈性體(ti) 模態還要低。
當然，首先每個(ge) 人都聲稱，如果你增加任意係統的剛度，那麽(me) 模態必然向上轉移，因為(wei)
所以頻率必然向上轉移，這是明擺著的事 — 並且頻率低這件事根本講不通。
那麽(me) 我們(men) 從(cong) 一個(ge) 簡單梁開始，在自由-自由的條件下對梁進行分析和試驗。前麵幾階自由-自由模態是164Hz、452Hz、和888Hz。作為(wei) 參考，這個(ge) 平麵梁的無約束模態如圖1所示。
圖1 – 自由-自由梁的彈性體(ti) 模態
接著，在鉸支（或有約束）條件下對這個(ge) 簡單的梁進行測試。前麵幾階自由-自由模態是72H、288Hz、和647Hz。作為(wei) 參考，這個(ge) 平麵梁的約束模態如圖2所示。顯然，這些模態果真沒有向上遷移。
圖2 – 自由-自由梁的鉸支模態
那麽(me) 這裏到底發生了什麽(me) 事？？？
這是一個(ge) 非常簡單的問題。但是這麽(me) 多年來我常常聽到這個(ge) 問題，並且同樣的問題不可避免地存在。
通常，人們(men) 關(guan) 心係統的彈性體(ti) 模態，因為(wei) 我們(men) 遇到的所有噪聲和振動問題一般是由這些模態造成的。但它們(men) 不是描述整個(ge) 係統需要的僅(jin) 有模態。
這裏的根本問題是，每個(ge) 人都忘記了無約束係統具有彈性體(ti) 模態以及剛體(ti) 模態。現在大多數時候，人們(men) 在試驗中不測量剛體(ti) 模態，在模態試驗過程中，沒有將它們(men) 作為(wei) 測得的彈性體(ti) 模態的一部分。另外，從(cong) 解析的角度看，很多時候進行特征值求解，隻因為(wei) 解一個(ge) 轉移特征值問題，或者得到的僅(jin) 是彈性體(ti) 模態。
盡管存在剛體(ti) 模態，但人們(men) 常常對它視而不見 — 主要是因為(wei) 它們(men) 不是關(guan) 心的噪聲和振動問題的根源。因此圖3展示了梁的一組模態，更恰當地包含了剛體(ti) 模態和彈性體(ti) 模態。現在，一旦我們(men) 認識到，解析模型得到的第1階模態實際上在0 Hz，或者試驗得到的第1階模態位於(yu) 很低的頻率上，那麽(me) ，增加剛度使得模態向上轉移的直覺是非常有道理的。表1給出了自由-自由梁的各階頻率、剛體(ti) 模態、以及鉸支模態。
圖3 – 自由-自由梁的彈性體(ti) 模態，含剛體(ti) 模態
表1：梁的自由-自由模態和約束模態
所以根本問題在於(yu) 不能忽略剛體(ti) 模態；它們(men) 是梁總體(ti) 描述的一部分。現在，注意到，隨著剛度增加，表1中的所有頻率的確向上轉移了。
很容易地證明這一點給自己看的一種方法是，做一個(ge) 簡單的自由-自由梁模型。建立的下一個(ge) 模型是帶有兩(liang) 根非常軟的彈簧的梁結構。接著，製作隨後的梁模型，這裏增加彈簧剛度，直至zui終彈簧是如此之硬，以至於(yu) 接近鉸支邊界條件。
一路下來，觀察模態振型將非常有意義(yi) 。當支撐梁的彈簧很軟時，梁的模態振型看起來非常像剛體(ti) 。
但是，隨著支撐梁的剛度增加，頻率會(hui) 提高，另外，模態振型開始從(cong) 剛體(ti) 模態向有點兒(er) 剛體(ti) 模態成分的模態轉移，但也開始生成更多些個(ge) 彈性體(ti) 屬性。
當支撐彈簧剛度變得越來越大時，隨著彈性體(ti) 屬性變得更為(wei) 突出，剛體(ti) 模態屬性將減少。zui後，剛體(ti) 屬性將消失，彈性體(ti) 屬性將完全支配模態振型。
這個(ge) 小練習(xi) 會(hui) 很清楚地表明描述係統模態非常需要剛體(ti) 模塊。
我希望這個(ge) 簡單的例子澄清了你可能會(hui) 有的錯誤概念。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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