模態(tài)空間是Peter Avitabile教授發(fā)表的系列模態(tài)解讀文章担敌。Peter Avitabile教授是美國麻省大學(xué)洛威爾校區(qū)UMASS Lowell機(jī)械工程系結(jié)構(gòu)動力學(xué)和聲學(xué)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室的副主任，以及模態(tài)分析和控制實(shí)驗(yàn)室的主任廷蓉。Peter Avitabile教授以略帶口語化全封、生動而又幽默的語言，在每篇文章中集中介紹試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析的一個(gè)主題桃犬，是非常好的試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析的入門文章刹悴。它涉及到了試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析的方方面面，是模態(tài)試驗(yàn)新手的入門材料攒暇，學(xué)習(xí)它有助于理解什么是試驗(yàn)?zāi)B(tài)土匀，以及取得高質(zhì)量的模態(tài)參數(shù)。
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模態(tài)空間系列（二十二）趣味解讀模態(tài)空間--錘擊試驗(yàn)時(shí)镇饺，要考慮的重要的事情是什么乎莉？
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錘擊試驗(yàn)時(shí)，要考慮的重要的事情是什么秸侣？我們來討論一下這個(gè)問題存筏。
這個(gè)問題問得很好宠互。重要的考慮因素可以劃分為與錘擊相關(guān)的以及與響應(yīng)相關(guān)的。與激勵(lì)相關(guān)的事項(xiàng)非常多椭坚。此處只討論與錘頭予跌、觸發(fā)延遲以及雙擊相關(guān)的事項(xiàng)。但是善茎，關(guān)于模數(shù)轉(zhuǎn)換器過載/欠載券册、數(shù)字化儀的不當(dāng)使用、以及測試非線性結(jié)構(gòu)的難點(diǎn)等其它事項(xiàng)是另外一些需要考慮的事項(xiàng)（但本文不做講解）垂涯。關(guān)于響應(yīng)方面的注意事項(xiàng)為信號延遲烁焙、加窗的必要性以減少泄漏。我們先討論激勵(lì)方面的問題耕赘，接下來再討論響應(yīng)方面的問題骄蝇。
首先，在很大程度上力錘錘頭決定了所激起的頻譜操骡【呕穑總的來講，錘頭越硬册招，激起的頻率范圍越寬岔激。通常所用錘頭的兩個(gè)ji端是橡膠錘頭和金屬錘頭，還有各式各樣的介于二者之間的錘頭是掰，如軟塑料虑鼎、硬塑料、橡皮錘頭键痛，等等震叙。在錘擊過程中所設(shè)計(jì)的每種錘頭具有一定程度的彈性變形。錘頭沖擊的總時(shí)間段與激起的相應(yīng)頻率范圍直接相關(guān)散休。一般來講媒楼，時(shí)間脈沖長度越短，激起的頻率范圍越寬（圖1展示了幾種典型的錘頭）戚丸。
盡管情況通常如此划址，但結(jié)構(gòu)上的局部柔性常常會對沖擊總時(shí)間產(chǎn)生重要的作用，于是會對施加于結(jié)構(gòu)上的力譜產(chǎn)生影響限府。當(dāng)對具有顯著剛度變化的結(jié)構(gòu)進(jìn)行測試時(shí)夺颤，你或許已經(jīng)注意到了這個(gè)問題。當(dāng)敲擊一個(gè)硬區(qū)域時(shí)胁勺，可以觀察到一個(gè)輸入譜世澜，而當(dāng)敲擊一個(gè)更軟區(qū)域時(shí)，可以激起一個(gè)非常不同的更窄的頻率范圍署穗。（由力錘制造商提供的錘頭頻譜沒有包括任何局部結(jié)構(gòu)柔性影響寥裂。）務(wù)必注意Ｇ锻荨！封恰！
錘擊試驗(yàn)另一個(gè)比較重要的測試注意事項(xiàng)是關(guān)于預(yù)觸發(fā)延遲必要性的诺舔。因?yàn)闇y量的引發(fā)是由脈沖的前導(dǎo)沿控制的鳖昌，除非設(shè)置一定的預(yù)觸發(fā)延遲，否則會丟失部分脈沖低飒、造成頻譜失真许昨。頻譜失真的影響如圖2所示。紅色脈沖及所得頻譜與具有預(yù)觸發(fā)延遲的正確的藍(lán)色脈沖及所得頻譜顯然是不同的褥赊。這會引起一定的輸入頻譜失真糕档，對計(jì)算得到的頻響產(chǎn)生影響。
通常崭倘，1%～5%時(shí)間窗的預(yù)觸發(fā)延遲足以消除這種影響。當(dāng)設(shè)置這個(gè)延遲時(shí)类垫，必須要小心仔細(xì)司光，因?yàn)橛行〧FT分析儀用正（+）延遲表示預(yù)觸發(fā)，而另一些則用負(fù)（-）延遲表示預(yù)觸發(fā)延遲悉患。如果使用不當(dāng)残家，會導(dǎo)致完全錯(cuò)誤的頻譜。檢查時(shí)域脈沖來確信在時(shí)域信號中捕捉到了完整的脈沖售躁。另外坞淮，有些分析儀利用塊百分比，而另一些則是用以秒表示的絕對時(shí)間值陪捷。如果用了絕對時(shí)間回窘，則可能會引起問題，特別是在試驗(yàn)設(shè)置過程中改變帶寬時(shí)市袖。務(wù)必要小心７戎薄！苍碟！
雙擊是另一個(gè)令人厭煩的錘擊測試問題酒觅。雙擊通常引起非一致、非平坦的輸入力譜微峰。兩種典型的雙擊如圖3所示舷丹。譜上的“紋波”是我們所不期望的，如果力譜顯著降落尤甚蜓肆。降落30dB或者更多要引起注意颜凯，特別是如果它發(fā)生在共振峰的位置 — 并且這經(jīng)常會發(fā)生谋币。
造成雙擊的原因通常有兩種可能。第1装获，很多雙擊是由錘擊試驗(yàn)的新手或者不熟練人員造成的瑞信。需要花點(diǎn)時(shí)間來熟悉揮動力錘 — 它是一個(gè)不同于楔釘子的技術(shù)活！但是即使有經(jīng)驗(yàn)穴豫，有時(shí)雙擊也不可避免凡简。對于小阻尼結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)的響應(yīng)是如此之快以至于力錘常常來不及從結(jié)構(gòu)上移開精肃。這種情況下秤涩，雙擊不可避免。問題在于司抱，在結(jié)構(gòu)的主要共振頻率上錘擊力譜常常具有顯著的降落筐眷。這會帶來我們所不期望的影響，務(wù)必要避免习柠≡纫ィ克服雙擊問題的一種可能技術(shù)是利用互易性原理。錘擊位置和響應(yīng)位置互換资溃，以避免雙擊問題武翎。這通常能解決問題，但很多時(shí)候溶锭，附加質(zhì)量影響會成為一個(gè)單獨(dú)的問題宝恶。
zui后一個(gè)主要的關(guān)心問題是關(guān)于響應(yīng)、加指數(shù)窗必要性的趴捅。在FFT的采樣時(shí)間段內(nèi)系統(tǒng)的響應(yīng)可能沒有衰減到零垫毙。當(dāng)出現(xiàn)這種情況時(shí)，除非使用窗函數(shù)拱绑，否則會發(fā)生泄漏综芥。合適的窗函數(shù)是指數(shù)窗，但只有在必要時(shí)才可以使用猎拨。很多時(shí)候毫痕，在采樣時(shí)間段內(nèi)，如果信號自然衰減到零迟几，則沒有必要加窗函數(shù)消请。
常常可以設(shè)置數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以允許這種情況出現(xiàn)类腮。加窗之前臊泰，總應(yīng)該探討兩個(gè)信號處理參數(shù)⊙潦啵可以改變帶寬選擇缸逃，它對采集數(shù)據(jù)所需的總時(shí)間有直接的影響针饥。如果帶寬減半，則時(shí)間加倍需频。另一種增加采樣總時(shí)間的辦法是改變采集的總樣本點(diǎn)數(shù)丁眼。這兩種信號處理參數(shù)允許采集更多的時(shí)域數(shù)據(jù)，并且在用窗函數(shù)之前昭殉，總應(yīng)該先試一下苞七。但是如果信號在采樣時(shí)間段的尾部沒有衰減完，則仍然需要一個(gè)窗函數(shù)來減少泄漏的影響挪丢。圖4中所示蹂风，藍(lán)色的時(shí)域信號需要指數(shù)窗，而紅色的時(shí)域信號和采樣時(shí)間段不需要窗函數(shù)（或者說乾蓬，至少很大程度上減少了加窗的必要性）惠啄。
我希望這有助于解釋錘擊試驗(yàn)時(shí)的某些重要的關(guān)心事項(xiàng)。如果你有關(guān)于模態(tài)分析的任何其他問題任内，盡管問我好了撵渡。
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模態(tài)激勵(lì)全新的解決方案-WaveHitMAX自動脈沖錘
實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析中必不可少的一環(huán)就是模態(tài)激勵(lì)靠欢，昊量光電新推出的這款智能沖擊錘的發(fā)明為結(jié)構(gòu)動力學(xué)應(yīng)用提供了機(jī)械激勵(lì)的新途徑廊敌。智能意味著設(shè)備內(nèi)部處理信號。模態(tài)錘WaveHitMAX保證了測試對象的全自動门怪、可重復(fù)和高精度激勵(lì)骡澈，而沒有雙重打擊。用戶可以根據(jù)不同的阻尼/延遲時(shí)間掷空，設(shè)置撞擊次數(shù)莱坎、沖擊力和撞擊之間的延遲時(shí)間杠纵。所有的預(yù)置，如零點(diǎn)或沖擊力搜索，都是由錘子自動完成的荧飞。用戶不再需要手動調(diào)整。
針對全自動沖擊錘的研制弛秋，WaveHitMAX采用包括整個(gè)運(yùn)動控制的閉環(huán)控制方法解決了這一問題踪区。
圖1. 用于脈沖錘內(nèi)部運(yùn)動控制的傳感器-執(zhí)行器控制回路示意圖
對新型沖脈沖錘WaveHitMAX的系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行了改進(jìn)，使傳感器信號作為運(yùn)動控制單元的主要輸入?yún)?shù)赤炒。這樣氯析，脈沖錘的手臂可以向上移動到試件的命中點(diǎn)亏较，在那里，通過力傳感器信號中的特征變化檢測到接觸事件掩缓，手臂的移動方向可以反轉(zhuǎn)雪情。
與半自動沖擊錘相比，WaveHitMAX自動脈沖錘具有新的功能你辣。內(nèi)部信號處理的優(yōu)點(diǎn)有:
? 全自動單擊
? 自動搜索用戶自定義的沖擊力
? 自動零點(diǎn)搜索
? 確認(rèn)對質(zhì)量保證的影響
? 更改錘頭與測試對象之間的位置巡通，無需重新設(shè)置
WaveHitMAX自動模態(tài)力錘可以通過以太網(wǎng)在Windows設(shè)備(PC或平板電腦)上通過包含的軟件快速、輕松地操作绢记。
自動模態(tài)脈沖錘特點(diǎn)：
? 自動零點(diǎn)搜索
? 可重復(fù)的單擊激發(fā)
? 內(nèi)部傳感器評估和過程控制
? 自動搜索和調(diào)整沖擊力
? 位置的變化是自動預(yù)測的
? 通過附件配置脈沖特性
? 通過遠(yuǎn)程控制或集成到客戶系統(tǒng)中來觸發(fā)功能
? 在德國設(shè)計(jì)和組裝
? CE認(rèn)證
1.確保單次激發(fā)
雙重撞擊激勵(lì)可以在時(shí)域和頻域檢測到
2.豐富的配件支持
不同的傳感器-尖端-配重的組合扁达。
綜述上文介紹WaveHitMAX - 一款用于全自動沖擊測試的智能脈沖錘，在全新的AI智能脈沖領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)真正意義上的全自動智能脈沖錘蠢熄！
如果您對WaveHitMAX-全自動沖擊測試的智能脈沖錘有興趣跪解，請?jiān)L問上海昊量光電的官方網(wǎng)頁：
http://www.wjjzl.com/details-1495.html
關(guān)于Gfai tech
Gfai tech GmbH一直在生產(chǎn)和銷售"德國制造"的聲音和振動測量和分析創(chuàng)新產(chǎn)品超過15年。作為應(yīng)用計(jì)算機(jī)科學(xué)促進(jìn)會（GFai）的100%子公司签孔，它始終以行業(yè)為導(dǎo)向和以應(yīng)用為導(dǎo)向叉讥。
Gfai tech以模塊化和靈活的聲學(xué)攝像機(jī)而聞名，用于聲源的定位饥追，可視化和分析图仓。如今，該產(chǎn)品組合還包括實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析的創(chuàng)新以及用于監(jiān)測但绕、分析和評估聲學(xué)測量數(shù)據(jù)的完整軟件解決方案救崔。我們的測量解決方案應(yīng)用于汽車、工業(yè)捏顺、空中交通六孵、火車交通和研發(fā)領(lǐng)域的降噪、錯(cuò)誤檢測和聲音設(shè)計(jì)幅骄。
上海昊量光電作為gfai tech公司在中國大陸地區(qū)的代理商劫窒，為您提供專業(yè)的選型以及技術(shù)服務(wù)。對于WaveHitMAX-全自動沖擊測試的智能脈沖錘有興趣或者任何問題拆座，都?xì)g迎通過電話主巍、電子郵件或者微信與我們聯(lián)系。
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上海昊量光電設(shè)備有限公司是光電產(chǎn)品專業(yè)代理商挪凑，產(chǎn)品包括各類激光器孕索、光電調(diào)制器、光學(xué)測量設(shè)備躏碳、光學(xué)元件等搞旭，涉及應(yīng)用涵蓋了材料加工、光通訊、生物醫(yī)療选脊、科學(xué)研究杭抠、國防、量子光學(xué)恳啥、生物顯微偏灿、物聯(lián)傳感、激光制造等钝的；可為客戶提供完整的設(shè)備安裝翁垂，培訓(xùn)，硬件開發(fā)硝桩，軟件開發(fā)沿猜，系統(tǒng)集成等服務(wù)。
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