模態(tài)空間是Peter Avitabile教授發(fā)表的系列模態(tài)解讀文章。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)實驗室的副主任霉赡，以及模態(tài)分析和控制實驗室的主任橄务。Peter Avitabile教授以略帶口語化、生動而又幽默的語言穴亏，在每篇文章中集中介紹試驗?zāi)B(tài)分析的一個主題蜂挪，是非常好的試驗?zāi)B(tài)分析的入門文章。它涉及到了試驗?zāi)B(tài)分析的方方面面嗓化，是模態(tài)試驗新手的入門材料棠涮，學(xué)習(xí)它有助于理解什么是試驗?zāi)B(tài)，以及取得高質(zhì)量的模態(tài)參數(shù)刺覆。
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模態(tài)空間系列（七十）趣味解讀模態(tài)空間-用跟全局坐標(biāo)系傾斜的輸入進(jìn)行激振器試驗
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如果用跟全局坐標(biāo)系傾斜的輸入進(jìn)行激振器試驗，如何將力按各個方向分解為特定的分量协怒？
等等 – 在你測試數(shù)據(jù)之前涝焙，我們需要討論一下這個問題。
嗯孕暇，事實證明仑撞，其實你不需要將力分解為全局坐標(biāo)系內(nèi)的各個分量赤兴。有一種簡單的方法來解釋這點。但是隧哮，在我們弄清我們要如何幫助解決你描述的這個問題之前桶良，我們首先討論一些基礎(chǔ)知識。
我們需要理解的第1件事情是沮翔，即使是你能在全局坐標(biāo)系內(nèi)將輸入力分解為兩個獨立的輸入陨帆，你實際上也不會有兩個獨立的輸入；這兩個輸入跟那個加到結(jié)構(gòu)上的獨立輸入是線性相關(guān)的采蚀。所以即使你能將它分解為多個分量疲牵，這么做也沒有任何用處。但是榆鼠，想一想我們自己為什么會這么想纲爸，需要將力分解為獨立的分離。
我們拿一個簡單的結(jié)構(gòu)開始這個討論璧眠，結(jié)構(gòu)具有性質(zhì)上非常方向性的模態(tài)振型缩焦，如圖1所示。
圖1 – 模態(tài)振型责静，具有非常方向性的特征
那么對方向性模態(tài)袁滥，我這是什么意思？這表示對結(jié)構(gòu)的某一特定階的模態(tài)灾螃，結(jié)構(gòu)響應(yīng)主要是在一個方向上题翻，而在其他方向上少于或者沒有響應(yīng)。但結(jié)構(gòu)的另一階模態(tài)可能在跟第1階模態(tài)不同的方向上有響應(yīng)，而在其他方向上少有或者沒有響應(yīng)。在圖1中第1潘鲫、3階模態(tài)上躲撰，我們可以看得出這點；注意到谷羞，模態(tài)振型基本上是水平方向上，而垂直方向上少有運(yùn)動。但是炊豪，如果我們觀察第2、4拧篮、5和6階模態(tài)，會發(fā)現(xiàn)振型的主要運(yùn)動是在垂直方向上串绩，而水平方向上少有運(yùn)動缺虐。
所以，如果我們想要選取一個模態(tài)試驗的參考點礁凡，若是我把自己限制在水平方向（X）或者垂直方向（Y）高氮，則不容易選取慧妄。那么也許我需要有某個傾斜于全局坐標(biāo)系的參考點，對這組測試結(jié)果剪芍，我選用腰涧。為了討論起見，我們假設(shè)我只對系統(tǒng)的前四階模態(tài)感興趣紊浩。首先窖铡，我們寫出方程，假設(shè)在一次模態(tài)試驗中坊谁，對x-方向的模態(tài)我有一個參考點费彼，接下來在第二次模態(tài)試驗中，對y-方向的模態(tài)有一個參考點口芍。（zui終箍铲，我們將寫出傾斜參考點的方程，來說明在一次模態(tài)試驗中鬓椭，如何選擇一個適合于所有模態(tài)的參考點颠猴。）
現(xiàn)在要討論的重要的事情是驅(qū)動點測量結(jié)果的重要性以及它如何跟描述留數(shù)和模態(tài)振型的方程聯(lián)系在一起。我們回憶一下頻響函數(shù)的方程
我們要記住小染，對于一個特定的測量自由度翘瓮，留數(shù)跟模態(tài)振型（以及q比例因子）直接相關(guān)，如下
或者裤翩，對于全部測量結(jié)果资盅，按矩陣的形式，如下
所以踊赠，如果我們選取一個特殊的參考點呵扛，例如7x，并在24個測點位置按照x和y方向進(jìn)行測量筐带，那么對特定一階模態(tài)今穿，這組數(shù)據(jù)可以寫為
那么我們會發(fā)現(xiàn)，利用
在7x的驅(qū)動點測量結(jié)果將是把留數(shù)進(jìn)行歸一以得到歸一化模態(tài)振型所需的測量結(jié)果伦籍。
但是蓝晒，我們必須記住，根據(jù)x方向（7x）上的參考點鸽斟，只有1拔创、3階模態(tài)可以容易地測量出來利诺，因為這些模態(tài)在x方向上富蓄，而2、4階模態(tài)是y-方向上的模態(tài)慢逾，如果參考點在x-方向上的話立倍，則不容易測出來灭红。
為了測量2、4階模態(tài)口注，需要y-方向上的參考點变擒。當(dāng)然，需要第2次試驗完成這點寝志。舉個例子娇斑，如果選擇一個位于20Y的參考點，那么可以寫出相對于這個參考點的方程材部，并且如上所述毫缆，將用20Y的驅(qū)動點得到歸一化模態(tài)振型，為
但是這需要用兩個不同的參考點進(jìn)行兩次模態(tài)試驗乐导。另一種方法是在結(jié)構(gòu)上選擇一個額外的點苦丁，按照某種傾斜的角度，例如在一個任意點99s的位置物臂，在這里進(jìn)行力和加速度的驅(qū)動點結(jié)果測量旺拉。為了示意，加到結(jié)構(gòu)的輸入如圖2所示棵磷。這個參考點可以是結(jié)構(gòu)上的任何一個點蛾狗，按照任何傾斜的角度，只要那個位置適合于激起感興趣的全部模態(tài)仪媒。
圖2 – 利用傾斜輸入激勵進(jìn)行模態(tài)試驗
對于這組測量結(jié)果淘太，相對于點99s位置的參考點的方程組和驅(qū)動點測量結(jié)果將是
那么，一旦利用驅(qū)動點測量結(jié)果將模態(tài)振型進(jìn)行歸一之后规丽，則真的沒有必要在模態(tài)振型的描述中包含這個參考點蒲牧。這恰是得到歸一化模態(tài)振型的一種非常方便的辦法，甚至無需在模態(tài)振型的實際幾何形狀描述中包含這個傾斜的驅(qū)動點測量結(jié)果赌莺。但是當(dāng)然冰抢，關(guān)鍵是記住，為了讓這點有效艘狭，傾斜的參考點位置必須是一個好位置挎扰，其中，根據(jù)那個參考點位置可以觀察的到所有模態(tài)巢音。
我希望這個解釋有助于你理解遵倦，對參考點你可以選取任意的角度 – 只要它不是模態(tài)的節(jié)點。并且你可以利用這個傾斜的參考點位置作為驅(qū)動點進(jìn)行系統(tǒng)的模態(tài)歸一官撼。如果你有關(guān)于模態(tài)分析的任何其他問題梧躺，盡管問我好了。
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模態(tài)激勵全新的解決方案-WaveHitMAX自動脈沖錘
實驗?zāi)B(tài)分析中必不可少的一環(huán)就是模態(tài)激勵，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)械激勵的新途徑禁舷。智能意味著設(shè)備內(nèi)部處理信號彪杉。模態(tài)錘WaveHitMAX保證了測試對象的全自動、可重復(fù)和高精度激勵牵咙，而沒有雙重打擊在讶。用戶可以根據(jù)不同的阻尼/延遲時間，設(shè)置撞擊次數(shù)霜大、沖擊力和撞擊之間的延遲時間构哺。所有的預(yù)置，如零點或沖擊力搜索战坤，都是由錘子自動完成的曙强。用戶不再需要手動調(diào)整。
針對全自動沖擊錘的研制途茫，WaveHitMAX采用包括整個運(yùn)動控制的閉環(huán)控制方法解決了這一問題碟嘴。
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)囊卜。這樣娜扇，脈沖錘的手臂可以向上移動到試件的命中點，在那里栅组，通過力傳感器信號中的特征變化檢測到接觸事件雀瓢，手臂的移動方向可以反轉(zhuǎn)。
與半自動沖擊錘相比玉掸，WaveHitMAX自動脈沖錘具有新的功能刃麸。內(nèi)部信號處理的優(yōu)點有:
? 全自動單擊
? 自動搜索用戶自定義的沖擊力
? 自動零點搜索
? 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，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司浪、輕松地操作泊业。
自動模態(tài)脈沖錘特點：
? 自動零點搜索
? 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)計和組裝
? CE認(rèn)證
1.確保單次激發(fā)
雙重撞擊激勵可以在時域和頻域檢測到
2.豐富的配件支持
不同的傳感器-尖端-配重的組合。
綜述上文介紹WaveHitMAX - 一款用于全自動沖擊測試的智能脈沖錘啊易，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吁伺！
如果您對WaveHitMAX-全自動沖擊測試的智能脈沖錘有興趣，請訪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年租谈。作為應(yīng)用計算機(jī)科學(xué)促進(jìn)會（GFai）的100%子公司篮奄，它始終以行業(yè)為導(dǎo)向和以應(yīng)用為導(dǎo)向。
Gfai tech以模塊化和靈活的聲學(xué)攝像機(jī)而聞名，用于聲源的定位宦搬，可視化和分析。如今劫拗，該產(chǎn)品組合還包括實驗?zāi)B(tài)分析的創(chuàng)新以及用于監(jiān)測间校、分析和評估聲學(xué)測量數(shù)據(jù)的完整軟件解決方案。我們的測量解決方案應(yīng)用于汽車页慷、工業(yè)憔足、空中交通、火車交通和研發(fā)領(lǐng)域的降噪酒繁、錯誤檢測和聲音設(shè)計滓彰。
上海昊量光電作為gfai tech公司在中國大陸地區(qū)的代理商，為您提供專業(yè)的選型以及技術(shù)服務(wù)州袒。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揭绑，都?xì)g迎通過電話、電子郵件或者微信與我們聯(lián)系郎哭。
更多詳情請聯(lián)系昊量光電/歡迎直接聯(lián)系昊量光電
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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)代理商他匪，產(chǎn)品包括各類激光器、光電調(diào)制器夸研、光學(xué)測量設(shè)備邦蜜、光學(xué)元件等，涉及應(yīng)用涵蓋了材料加工亥至、光通訊悼沈、生物醫(yī)療、科學(xué)研究姐扮、國防絮供、量子光學(xué)、生物顯微茶敏、物聯(lián)傳感杯缺、激光制造等；可為客戶提供完整的設(shè)備安裝睡榆，培訓(xùn)萍肆，硬件開發(fā)，軟件開發(fā)胀屿，系統(tǒng)集成等服務(wù)塘揣。
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