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（四十七）趣味解讀模態空間--我拿簡單梁進行激振器試驗，但有些模態看起來不對 – 怎麽(me) 啦？
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我拿簡單梁進行激振器試驗，但有些模態看起來不對 – 怎麽(me) 啦？
我們(men) 討論一下激振器推力杆的一些問題。
對於(yu) 試驗模態分析，在設置激振器和通常被稱為(wei) “頂杆”或“推力杆”的連接裝置的過程中，如果不小心，那麽(me) 激振器試驗會(hui) 引起某些特別的難題。一般情況下，係統如圖1所示進行設置。推力杆的想法是允許軸向運動被傳(chuan) 遞到結構上去，用力傳(chuan) 感器測量簡單的拉壓型載荷。
圖1 – 典型的激振器試驗布置
推力杆的目的是允許在激勵方向上的載荷，而減少可能傳(chuan) 遞到係統中去的橫向載荷。從(cong) 根本上講，分離體(ti) 的概念讓我們(men) 知道在連接點上傳(chuan) 遞到結構上的力。那麽(me) ，在被測結構的動態特性中不會(hui) 包含激振器係統和推力杆的任何動態影響。至少從(cong) 理論的角度看，這就是眼下發生的事情。當然這假定推力杆完全沒有橫向剛度，對於(yu) 係統的總體(ti) 動態特性沒有任何明顯的貢獻。這是非常重要的，因為(wei) 力傳(chuan) 感器僅(jin) 僅(jin) 測量所施加的軸向載荷 – 如果有任何其他的載荷（橫向載荷或者彎矩載荷）產(chan) 生，力傳(chuan) 感器也不會(hui) 測它們(men) 。
接下來說明得到的測量結果。（這個(ge) 測量結果是從(cong) 別人那兒(er) 收到的）。建立一個(ge) 相對柔性的梁，用激振器進行測量，跟圖1所示的類似。但是，推力杆相對較短，有一種可能就是，推力杆的轉動剛度可能會(hui) 影響梁的彈性體(ti) 模態。
所以現在我們(men) 看一看已經得到的某些測量結果。圖2顯示了一個(ge) FRF測量結果，是連接到結構上的激振器係統測量的，推力杆可能是太短。那麽(me) 這使得推力杆的扭轉剛度更加明顯 – 特別是針對待測的這個(ge) 柔性梁。模態試驗表明，對前兩(liang) 個(ge) 峰，同預計的一樣，有傳(chuan) 統的第1階和第2階彎曲模態。但是，接下來的兩(liang) 個(ge) 峰展現出跟傳(chuan) 統第3階基本相同的梁彎曲模態。僅(jin) 對被測結構測量了FRF結果，在推力杆上沒有測。
後續的測試（以及推力杆本身上的額外測量結果）表明這兩(liang) 個(ge) 峰實際上是調諧吸振器效應的產(chan) 物。推力杆實際上跟FRF第3個(ge) 峰上的結構模態振型同相位，而跟FRF第4個(ge) 峰上的結構運動反相位。
力傳(chuan) 感器僅(jin) 僅(jin) 測量激振器激勵傳(chuan) 遞的軸向運動 – 沒有測量跟梁轉動剛度相關(guan) 的轉動影響，在試驗設置中，它是由推力杆引入的。但是相對於(yu) 梁，推力杆在連接點實際上像是一根扭轉彈簧。
為(wei) 了證實這種意見，在結構的第二次試驗中用了一根更長的推力杆。長推力杆有效地減少了傳(chuan) 遞到被測結構上的轉動剛度影響。
圖3展示出連接了長推力杆的條件下的FRF。顯然，這個(ge) FRF更幹淨，並且遵循梁結構形式的模態響應的預期模式。進行簡單的模態勘查，前3個(ge) 峰對應於(yu) 懸臂梁結構的前3階傳(chuan) 統的模態振型。
圖2 – 利用短推力杆得到的頻響
圖3 – 利用長推力杆得到的頻響
顯然，前2階模態見證了不同的推力杆布置條件引起的頻率遷移。這可以由很多原因造成，它也許是質量載荷影響、推力杆影響、不同的試驗設置，等等。（這些測量結果是由別人提供的，所以我不清楚實際的試驗設置 – 但是影響非常明顯）。第3個(ge) 峰是迥然不同的。主要的峰上有分叉，如同在調諧吸振器国产成人在线观看免费网站中常見的那樣 – 所測響應的總體(ti) 幅值也有明顯的減小（如同在調諧吸振器理論中所見的那樣）。
對測試係統，如果這個(ge) 推力杆充當了調諧吸振器，則圖4展示了可能產(chan) 生的預期振型。（同樣，這些測量結果也是別人提供的，此處用來說明預計存在的影響）。顯然，隨著推力杆變短，在結構連接點上，推力杆的轉動影響將更加明顯。如果推力杆恰好具有跟主結構的某階模態相同的頻率，那麽(me) ，這種耦合無疑會(hui) 產(chan) 生如圖2所示的FRFs。
圖4 – 推力杆的調諧吸振器效應
（備注：振型沒有歸一；簡略地描述振型是為(wei) 了說明跟主結構相耦合的推力杆轉動剛度的預計影響）
顯然，激振器推力杆的長度對準確FRF的測量起著非常重要的作用。如果推力杆太短，那麽(me) 在測得的響應函數中可以看到有通常的剛度影響，對於(yu) 這種特殊的情況，存在通常的調諧吸振器效應，很容易看得出來。這種調諧吸振器效應不見得在每一個(ge) 推力杆国产成人在线观看免费网站中都會(hui) 發生，但在這個(ge) 特殊的測量設置中觀察到了。
采集到的兩(liang) 個(ge) FRF測量結果疊在一起顯示在圖5中 – 一個(ge) 用短推力杆而另一個(ge) 用長推力杆。這兩(liang) 個(ge) 測量結果進行比較，展現出所測全部係統模態中的明顯差異。
圖5 – 頻響對比
我希望這一點兒(er) 討論已經把這個(ge) 關(guan) 於(yu) 激振器推力杆設置的問題解釋清楚了。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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