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洛威爾校區(qū)UMASS Lowell機械工程系結(jié)構(gòu)動力學和聲學系統(tǒng)實驗室的副主任惜辑，以及模態(tài)分析和控制實驗室的主任唬涧。Peter Avitabile教授以略帶口語化、生動而又幽默的語言盛撑，在每篇文章中集中介紹試驗模態(tài)分析的一個主題碎节，是非常好的試驗模態(tài)分析的入門文章。它涉及到了試驗模態(tài)分析的方方面面抵卫，是模態(tài)試驗新手的入門材料狮荔，學習它有助于理解什么是試驗模態(tài)，以及取得高質(zhì)量的模態(tài)參數(shù)介粘。
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模態(tài)空間系列（六十）趣味解讀模態(tài)空間-有時模態(tài)振型跟期望的比像是轉(zhuǎn)動了角度婚瓜。模態(tài)錯了嗎？怎么回事巡雨？
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有時模態(tài)振型跟期望的比像是轉(zhuǎn)動了角度督弓。模態(tài)錯了嗎营曼？怎么回事？
現(xiàn)在需要討論一下這件事情愚隧。
現(xiàn)在這是一個經(jīng)常遇見的話題蒂阱。所以需要做些討論。我看見人們經(jīng)常對系統(tǒng)的模態(tài)振型感到困惑狂塘。人們對于結(jié)果“應該是”什么有時有一種先入為主的觀點录煤。當模態(tài)振型看上去跟預期的比不一樣時，你可能認為模態(tài)振型錯了荞胡。 通常來說妈踊，當結(jié)構(gòu)模態(tài)非常密集的時候，滿足系統(tǒng)的模態(tài)振型可以是彼此的線性組合泪漂。因此廊营，振型離你的預期可能轉(zhuǎn)動了角度。真正要求是萝勤，系統(tǒng)的模態(tài)振型關于系統(tǒng)質(zhì)量和剛度矩陣正交露筒。系統(tǒng)的各階模態(tài)彼此獨立。 為了有助于說明這個問題敌卓，將用一個簡單的幾何形狀的例子以及一個簡單的梁慎式、板來說明在這里會發(fā)生什么。 描述一個矩形區(qū)域的簡單x-y坐標系如圖1左側(cè)所示√司叮現(xiàn)在我們?nèi)我膺x擇坐標系瞬捕，使x、y與左下角的兩側(cè)壁平行舵抹。這正好方便。并且所有的尺寸也很容易理解劣砍。 但是如果我有一個如圖1右側(cè)所示的異形區(qū)域惧蛹，情況又會如何呢？現(xiàn)在可以在幾個位置選擇參考坐標系刑枝，任何一個位置看上去不會比另一個更好些香嗓。在選中zui上角的參考點的條件下，由于所選坐標系不同装畅，則左下角的zui初參考點位置的描述是不一樣的靠娱。 這就意味著區(qū)域中任何點的描述將不一樣。但是區(qū)域中的點不會改變掠兄。
圖1 – 矩形區(qū)域和不規(guī)則形狀的區(qū)域
所以利用這個簡單的幾何形狀的例子有助于為一般模態(tài)振型的討論創(chuàng)造條件像云，一般模態(tài)振型可以按照不同的方式進行描述锌雀，取決于如何選擇坐標系。圖2和圖3顯示了一個簡單的平面梁結(jié)構(gòu)的剛體模態(tài)描述迅诬。 圖2所示的第1個例子中腋逆，梁的前2階模態(tài)包括一個經(jīng)典的沉浮模態(tài)和一個圍繞幾何中心發(fā)生的搖擺模態(tài)。這正是大家能夠預期的這兩階模態(tài)應該的樣子侈贷。并且如果出現(xiàn)這種情況惩歉，根本沒有人會質(zhì)疑它。但是對于圖3所示的第2種情況俏蛮，前2階剛體模態(tài)有稍微不同的外形撑蚌。初看之下，大多數(shù)人會說搏屑，這些剛體模態(tài)不正確争涌。并且只能做那樣的結(jié)論，因為它不是你們所預期的睬棚。你會注意到第煮，一階模態(tài)主要是沉浮，但有一點兒搖擺抑党；另外一階模態(tài)主要是搖擺但沒有圍繞幾何中心搖擺包警。 盡管它們可能看上去不像你期望（或喜歡）看到的那樣，但這些模態(tài)完全正確底靠。因為它們完全在相同的頻率上害晦，這些模態(tài)的任意線性組合構(gòu)成了一組線性獨立的向量，它們關于系統(tǒng)的質(zhì)量和剛度矩陣正交暑中。
（a）沉浮剛體模態(tài) （b）圍繞中心的搖擺
圖2 – 剛體模態(tài)壹瘟，關于幾何中心對稱
（a）沉浮剛體模態(tài)，帶點轉(zhuǎn)動 （b）搖擺模態(tài)鳄逾，偏離中心
圖3 – 剛體模態(tài)稻轨，沒有關于中心對稱
當頻率是重根或偽重根時，對系統(tǒng)的彈性體模態(tài)也會發(fā)生這種情況雕凹。圖4顯示了一組偽重根的模態(tài) – 它們幾乎出現(xiàn)在相同的頻率上殴俱。這些模態(tài)如所預期，被看作是第1階完全和第1階扭轉(zhuǎn)枚抵。但是在圖5中也可以看到這些相同的模態(tài)线欲。但是它們看上去不是簡單的彎曲和簡單的扭轉(zhuǎn)。但這些模態(tài)只是有不同的坐標系來描述汽摹。只要模態(tài)表現(xiàn)為一組正交的向量李丰，那么它們在數(shù)學意義上是正確的。它們只不過不是你所期望看到的那個樣子逼泣。
圖4 – 純粹的彎曲模態(tài)和純粹的扭轉(zhuǎn)模態(tài)
圖5 – 彎曲和扭轉(zhuǎn)混合在一起的模態(tài)
對于具有雙重對稱性的結(jié)構(gòu)趴泌，當出現(xiàn)重根或者偽重根時舟舒，會發(fā)生這種問題。它會發(fā)生的另外一種時機是踱讨，當利用不同的數(shù)值求解算法的時候魏蔗。因為求解通常會對一組解向量進行迭代，向量將會收斂于一個特定參考坐標系是沒有理由的痹筛。實際上莺治，圖2和圖3中所示的梁的解是利用兩種不同的有限元特征解方法得到的 – 一種解正好收斂于模態(tài)，按照我們希望它們發(fā)生的方式帚稠。而另外一種求解方案則不是谣旁。圖4和圖5中的模態(tài)是根據(jù)一個結(jié)構(gòu)上的實測數(shù)據(jù)得到的，已知它們具有偽重根滋早。 我希望本文澄清了你關于模態(tài)振型以及它們可能的取向的困惑榄审。如果你有關于模態(tài)分析的任何其他問題，盡管問我好了杆麸。
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搁进，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)利昔头，北京科尚儀器只為學習教育目的而使用它們饼问。如您轉(zhuǎn)載此系列中文翻譯，請保留本段的描述信息。
模態(tài)激勵全新的解決方案-WaveHitMAX自動脈沖錘
實驗模態(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)動力學應用提供了機械激勵的新途徑买优。智能意味著設備內(nèi)部處理信號。模態(tài)錘WaveHitMAX保證了測試對象的全自動盅视、可重復和高精度激勵，而沒有雙重打擊旦万。用戶可以根據(jù)不同的阻尼/延遲時間闹击，設置撞擊次數(shù)、沖擊力和撞擊之間的延遲時間成艘。所有的預置拇砰，如零點或沖擊力搜索，都是由錘子自動完成的狰腌。用戶不再需要手動調(diào)整。
針對全自動沖擊錘的研制牧氮，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琼腔。
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)設計進行了改進，使傳感器信號作為運動控制單元的主要輸入?yún)?shù)踱葛。這樣丹莲，脈沖錘的手臂可以向上移動到試件的命中點光坝，在那里，通過力傳感器信號中的特征變化檢測到接觸事件甥材，手臂的移動方向可以反轉(zhuǎn)盯另。
與半自動沖擊錘相比，WaveHitMAX自動脈沖錘具有新的功能洲赵。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鸳惯，無需重新設置
WaveHitMAX自動模態(tài)力錘可以通過以太網(wǎng)在Windows設備(PC或平板電腦)上通過包含的軟件快速、輕松地操作叠萍。
自動模態(tài)脈沖錘特點：
? 自動零點搜索
? 可重復的單擊激發(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-配重的組合芝发。
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智能脈沖領域?qū)崿F(xiàn)真正意義上的全自動智能脈沖錘苛谷！
如果您對WaveHitMAX-全自動沖擊測試的智能脈沖錘有興趣辅鲸，請訪問上海昊量光電的官方網(wǎng)頁：
http://www.wjjzl.com/details-1495.html
關于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。作為應用計算機科學促進會（GFai）的100%子公司腹殿，它始終以行業(yè)為導向和以應用為導向独悴。
Gfai tech以模塊化和靈活的聲學攝像機而聞名，用于聲源的定位锣尉，可視化和分析刻炒。如今，該產(chǎn)品組合還包括實驗模態(tài)分析的創(chuàng)新以及用于監(jiān)測悟耘、分析和評估聲學測量數(shù)據(jù)的完整軟件解決方案落蝙。我們的測量解決方案應用于汽車、工業(yè)暂幼、空中交通筏勒、火車交通和研發(fā)領域的降噪、錯誤檢測和聲音設計旺嬉。
上海昊量光電作為gfai tech公司在中國大陸地區(qū)的代理商管行，為您提供專業(yè)的選型以及技術(shù)服務。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邪媳，都歡迎通過電話捐顷、電子郵件或者微信與我們聯(lián)系。
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上海昊量光電設備有限公司是光電產(chǎn)品專業(yè)代理商雨效，產(chǎn)品包括各類激光器迅涮、光電調(diào)制器、光學測量設備徽龟、光學元件等叮姑，涉及應用涵蓋了材料加工、光通訊、生物醫(yī)療传透、科學研究耘沼、國防、量子光學朱盐、生物顯微群嗤、物聯(lián)傳感、激光制造等兵琳；可為客戶提供完整的設備安裝狂秘，培訓，硬件開發(fā)闰围，軟件開發(fā)赃绊，系統(tǒng)集成等服務。
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