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)實驗室的副主任任岸，以及模態(tài)分析和控制實驗室的主任再榄。Peter Avitabile教授以略帶口語化、生動而又幽默的語言享潜，在每篇文章中集中介紹試驗?zāi)B(tài)分析的一個主題困鸥，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)分析的方方面面米碰，是模態(tài)試驗新手的入門材料窝革，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)吕座。
在北京科尚儀器官網(wǎng)發(fā)布模態(tài)空間系列文章及其中文翻譯虐译，得到了Peter Avitabile教授的書面授權(quán)，Peter Avitabile教授擁有文章全部權(quán)利吴趴，北京科尚儀器只為學(xué)習(xí)教育目的而使用它們漆诽。如您轉(zhuǎn)載此系列中文翻譯，請保留本段的描述信息锣枝。
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模態(tài)空間系列（五十）趣味解讀模態(tài)空間--試驗設(shè)置和剛體模態(tài)對于感興趣的高階模態(tài)有什么影響嗎厢拭？
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試驗設(shè)置和剛體模態(tài)對于感興趣的高階模態(tài)有什么影響嗎？
我們討論一下這個問題趋厉，舉一個例子來說明
這個問題很多時候被提到寨闹。在這種特殊情況下，這個問題是相對飛機地面振動試驗提出來的君账。人們關(guān)心的事情在于繁堡，如果采用不同的支撐方式，這會影響系統(tǒng)所測的彈性體模態(tài)嗎乡数？如何影響椭蹄？
現(xiàn)在，這里有一些非常重要的問題要回答净赴。在一篇文章中不可能回答所有的問題塑娇，但至少介紹一些概念，可以提供一些能更好地理解這個問題的可行方法劫侧。
為達此目的埋酬，我想要展示一些近期在試驗室內(nèi)采集的，進行錘擊測試的復(fù)合材料平板試樣的數(shù)據(jù)烧栋。試驗的主要目的是要確定一種使用新材料配方的復(fù)合材料的阻尼写妥，將這些結(jié)果跟常用的商品化復(fù)合樹脂進行對比。
首先要做的事情之一是审姓，將第1個原型平板進行一些不同的設(shè)想試驗布置方式珍特，來確定試驗布置是否對得到的結(jié)果有明顯的影響。因為平板是非常輕質(zhì)的結(jié)構(gòu)魔吐，研究了很多不同的設(shè)置方式扎筒。這里只展示四種不同的方式來說明可能會產(chǎn)生的某些差異莱找。復(fù)合材料板支撐在一個非常軟件的彈性系統(tǒng)上，利用多參考點錘擊技術(shù)進行錘擊測試嗜桌，用了3個參考加速度計奥溺。在四種不同的支撐方式下進行錘擊試驗，如圖1所示骨宠，同時顯示了其中一次試驗設(shè)置的照片浮定。其中一次設(shè)置方式所測的典型頻響函數(shù)如圖2所示（僅供參考）。
圖1 – 復(fù)合材料平板試樣四種不同試驗支撐方式的示意圖
圖2 – 在復(fù)合材料板上測得的典型頻響
利用實模態(tài)提取方法進行了數(shù)據(jù)縮減桦卒，前四階模態(tài)的結(jié)果如下表所示。結(jié)果看上去都相當(dāng)一致匿又，除了結(jié)構(gòu)的第1階模態(tài)方灾。在不同的設(shè)置方式中有一個明確的差別。在頻率結(jié)果上碌更，大多數(shù)模態(tài)的頻率誤差小于1%迎吵，除了第1階模態(tài)，它顯示出達到了5%的誤差针贬。（現(xiàn)在击费，關(guān)于纖維排列方向和其他因素，我們可以爭論桦他，但重要的是有差別蔫巩。）
值得注意的是，剛體模態(tài)大大低于系統(tǒng)第1階彈性體模態(tài)快压。（從所示的測量結(jié)果上很難看出來圆仔，但是剛體模態(tài)接近于1Hz。）這意味著剛體模態(tài)和系統(tǒng)第1階彈性體之間的比值遠超過10:1蔫劣。但是注意到第1階彈性體模態(tài)確實受到支撐方式的影響坪郭。
大家總是說，只要有大約10:1的頻率比脉幢，剛體模態(tài)和系統(tǒng)彈性體模態(tài)之間就沒有影響歪沃。但這真的依賴于你接受什么樣的“足夠近似”。在這種情況下嫌松，如果你愿意接受5%的頻率誤差沪曙，那么有可能我們能夠同意，剛體模態(tài)和彈性體模態(tài)之間在40:1比值的條件下萎羔，剛體模態(tài)對這個系統(tǒng)的彈性體模態(tài)“基本上”沒有影響液走。但這一點你需要核實，并且你需要讓人們同意這是可以接受的。它確實依賴于你需要你的數(shù)據(jù)要何等的準(zhǔn)確缘眶。這將總是因情況不同嘱根、行業(yè)不同以及試驗條件的不同而變化的。
在這些復(fù)合材料板的情況下巷懈，進行了很多模態(tài)試驗该抒，對所有的結(jié)果進行了仔細的比較。并且不僅僅比較了頻率砸喻。也對模態(tài)振型進行了比較柔逼，以確定從采集的數(shù)據(jù)中可能觀察到的誤差蒋譬。你不但需要檢查頻率還要檢查振型割岛。
必須詢查采集的數(shù)據(jù)以確定由于不同的試驗條件而導(dǎo)致頻率和模態(tài)振型將如何變化。模態(tài)振型可能是感興趣的參數(shù)犯助，或許在模態(tài)振型上有非常小的差異癣漆。或者有可能剂买，對于在評估階段的設(shè)計惠爽，頻率是敏感參數(shù)。這確實依賴于當(dāng)前的應(yīng)用瞬哼。
那么你該怎么辦婚肆？嗯…如果有分析模型，那么研究不同的邊界條件對于頻率和模態(tài)振型二者的影響是件很容易的事情坐慰。利用商業(yè)化的向量相關(guān)分析工具可以容易地評估每種條件较性，來確定對上報的頻率和模態(tài)振型的影響。這可以在進行實際試驗之前做來確定结胀，如果真有的話赞咙，可能觀察到什么影響。用這種方法可以對模態(tài)特性上的預(yù)期變化進行一定的評估糟港。進行分析來確定特性上的這些變化可能怎樣影響zui終的系統(tǒng)響應(yīng)攀操。如果影響嚴重，那么需要仔細地評估試驗支撐條件的影響秸抚。但是如果系統(tǒng)響應(yīng)的結(jié)果差別不明顯速和，那么試驗支撐條件的影響可以認為不關(guān)鍵。但是需要有人做這種評估剥汤。使用的經(jīng)驗規(guī)則肯定是 – 必須深入地評估它們健芭，而不應(yīng)該盲目地遵從它們。并且記住秀姐，試驗支撐的剛度上的改變對所有的頻率必然有影響慈迈。如果你增加了剛度，頻率必然往上轉(zhuǎn)移 – 問題是頻率遷移了多大？它重要嗎痒留？或者可以測出它嗎谴麦？
我希望這個小小的討論已經(jīng)解釋清了試驗設(shè)置對于頻率和模態(tài)振型的影響。你需要仔細地評估這種影響伸头。如果你有關(guān)于模態(tài)分析的任何其他問題匾效，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)激勵河胎，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)用提供了機械激勵的新途徑闯袒。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游岳、可重復(fù)和高精度激勵政敢，而沒有雙重打擊。用戶可以根據(jù)不同的阻尼/延遲時間胚迫，設(shè)置撞擊次數(shù)喷户、沖擊力和撞擊之間的延遲時間。所有的預(yù)置访锻，如零點或沖擊力搜索褪尝，都是由錘子自動完成的。用戶不再需要手動調(diào)整朗若。
針對全自動沖擊錘的研制恼五，WaveHitMAX采用包括整個運動控制的閉環(huán)控制方法解決了這一問題。
圖1. 用于脈沖錘內(nèi)部運動控制的傳感器-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)計進行了改進哭懈，使傳感器信號作為運動控制單元的主要輸入?yún)?shù)灾馒。這樣，脈沖錘的手臂可以向上移動到試件的命中點遣总，在那里睬罗，通過力傳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(zhuǎn)旭斥。
與半自動沖擊錘相比容达，WaveHitMAX自動脈沖錘具有新的功能。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
? 確認對質(zhì)量保證的影響
? 更改錘頭與測試對象之間的位置垂券，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花盐、輕松地操作。
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算芯，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柒昏！
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年熙揍。作為應(yīng)用計算機科學(xué)促進會（GFai）的100%子公司职祷，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)攝像機而聞名届囚，用于聲源的定位有梆，可視化和分析。如今意系，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)測泥耀、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)用于汽車昔字、工業(yè)爆袍、空中交通首繁、火車交通和研發(fā)領(lǐng)域的降噪作郭、錯誤檢測和聲音設(shè)計。
上海昊量光電作為gfai tech公司在中國大陸地區(qū)的代理商弦疮，為您提供專業(yè)的選型以及技術(shù)服務(wù)夹攒。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，都歡迎通過電話胁塞、電子郵件或者微信與我們聯(lián)系咏尝。
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，產(chǎn)品包括各類激光器啸罢、光電調(diào)制器编检、光學(xué)測量設(shè)備、光學(xué)元件等扰才，涉及應(yīng)用涵蓋了材料加工允懂、光通訊、生物醫(yī)療衩匣、科學(xué)研究蕾总、國防、量子光學(xué)琅捏、生物顯微生百、物聯(lián)傳感、激光制造等柄延；可為客戶提供完整的設(shè)備安裝蚀浆，培訓(xùn)，硬件開發(fā)谚殊，軟件開發(fā)矫夷，系統(tǒng)集成等服務(wù)。
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