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（四十九）趣味解讀模態空間--對大阻尼模態，在所測頻響中看不到它們(men) 時，可以提取出模態參數嗎？
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對大阻尼模態，當在所測的頻響函數中看不到它們(men) 時，可以提取出模態參數嗎？
我們(men) 討論一下這個(ge) 問題，舉(ju) 一個(ge) 例子來說明
現在，這些年來這個(ge) 問題我已經聽過很多次了。在很多方麵，答案是既能又不能。你當然可以從(cong) 頻響函數中提取大阻尼模態！但是你需要知道在頻響中有一個(ge) 根，並且確認你測量了很好的結果，這樣一來可以提取出這個(ge) 根。我們(men) 用一個(ge) 例子詳細說明這個(ge) 問題，來幫助表明參數估計算法是非常健壯的，非常適合於(yu) 提取大阻尼的根。
為(wei) 了說明這點，我將要借助於(yu) 一個(ge) 我們(men) 已經用過很多年的簡單模型。它是一個(ge) 非常簡單的2自由度質量-彈性-阻尼係統，具有非比例阻尼。運動方程、質量、阻尼和剛度定義(yi) 如下
這些矩陣可以用來提取複數解（頻率，阻尼和模態振型）。另外，可以綜合出頻響函數來仿真一組采集的數據。在這個(ge) 例子中，隻有一個(ge) 參考點，位於(yu) 第1自由度上，用來生成頻響函數矩陣的一行，如圖1所示。很顯然，在頻響函數幅值的峰上隻能觀察到一階模態。如果我們(men) 隻是觀察函數的幅值，那麽(me) 好像係統中隻有一階模態。但是如果也觀察相位，那麽(me) 有一種指示表明，可能在感興(xing) 趣的頻帶內(nei) 不僅(jin) 僅(jin) 隻有單獨一階模態。（對於(yu) 這個(ge) 例子，在這個(ge) 頻帶內(nei) 確實有兩(liang) 階模態。）
但是zui大的問題是，“模態參數估計算法可以提取出係統留數的合理（準確）值嗎？”，為(wei) 了提取留數，作為(wei) 一個(ge) 用戶，必須確定正確階數的模型。如果隻要求一階模態，那麽(me) 顯然將隻估計出一階模態 – 並且它有可能提供其中一個(ge) 根的幅值估計。另外如果模型是超定的，帶有太多的模態，那麽(me) 結果也同樣有可能失真 –對一階或者兩(liang) 階模態可能會(hui) 有一個(ge) 合理的估計，但也很有可能它們(men) 被估計的很糟糕。
現在如果確定了正確階數的模型，那麽(me) 會(hui) 估計出正確的模態參數嗎？用一個(ge) 2自由度正交多項式估計算法進行擬合（在很多商業(ye) 軟件包中很流行），提取出的留數見表1。
表1 – 由正交多項式算法提取出來的根
這些實際上是頂點，能夠從(cong) 對上麵展示的非比例係統矩陣的複數特征值求解中得到。從(cong) 這個(ge) 表格中，你可以看出在同一個(ge) 頻率上有兩(liang) 個(ge) 根，一個(ge) 是5%的臨(lin) 界阻尼而另一個(ge) 是40%的臨(lin) 界阻尼，這是非常大的阻尼。現在繼續下去，可以按照相同的方式提取出留數。H11和H12的留數分別如表2和表3所示。這些留數與(yu) 分析留數吻合的很好，由用來生成頻響函數的分析模型中確定分析留數。
表2/3 – 由正交多項式算法提取出來的H11/H12留數
現在根據這個(ge) 簡單的例子，顯然，模態可以從(cong) 頻響函數中提取出來，並且它與(yu) 係統的阻尼無關(guan) – 不管它是小阻尼還是大阻尼，並且不管它是比例阻尼還是非比例阻尼係統。
這裏我們(men) 可以很清楚…模態參數估計算法是功能非常強大的擬合算子，非常普遍地用在了今天的大多數商業(ye) 軟件包中。問題不在於(yu) 擬合算子，而是在於(yu) 測量結果以及使用軟件的工程師。
顯然，工程師需要有一些指示，指示在給定的頻帶內(nei) 有一定數量的根 – 或者是根據模態指示函數工具或者根據先驗知識指示出在給定的頻帶內(nei) 有一定數量的根。盡管通常擬合算子非常穩健，但是很多次我發現，有時候模態指示工具對頻帶內(nei) 的根的數量不能提供一個(ge) 清晰的、一致的指示。比這更經常的是，通常采集了一組非常糟糕的測量結果，認為(wei) 它們(men) 不適合於(yu) 提取模態參數。
問題大多數時候在於(yu) 實際的測量結果。通常情況下，它們(men) 質量不夠好，不足以提取準確的模態參數。多數情況下，這是簡單乏味的事實。
另外一種情況是，結構含有相對的大阻尼和偽(wei) 重根。圖2中的模態指示工具顯然有助於(yu) 確定模態的數量。提取出來的根如表4所示。這裏包含這個(ge) 例子是為(wei) 了說明，必須同時使用所有的工具來協助模態參數估計過程。
圖2 – 頻響之和，多變元模態指示函數，複模態指示函數，穩態圖
表4 – 時域多參考點提取
我希望這個(ge) 小小的討論已經解釋清了含有大阻尼和偽(wei) 重根的模態參數估計。隻要提供良好的測量結果，模態參數估計算法就能夠提取出這些根。但是良好的測量結果是關(guan) 鍵因素。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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