模態(tài)空間系列（三）趣味解讀模態(tài)空間--模態(tài)試驗用激振器激勵還是用錘擊激勵之間有什么差別嗎梅鹦？

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模態(tài)空間系列（三）趣味解讀模態(tài)空間--模態(tài)試驗用激振器激勵還是用錘擊激勵之間有什么差別嗎蚁署？

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模態(tài)試驗用激振器激勵還是用錘擊激勵之間有什么差別嗎妒御？

嗯… 問得好。答案是既有差別又沒有差別镇饺。

 

這是另一個經常被問到的問題乎莉。關于這個問題，不同的方面有很多奸笤。我們先從基礎知識入手惋啃，來理解為何這個問題難于用有差別或無差別來回答。借助于幾個簡單公式來解釋這點监右。

首先边灭，我們需要記住任何系統(tǒng)都可以根據(jù)其運動方程來描述。

從根本上講健盒，這個方程不過是力平衡方程绒瘦，也即質量乘以加速度+阻尼乘以速度+剛度乘以位移=作用力。出于某些原因扣癣，這個方程在拉氏域內更容易處理惰帽。對運動方程進行拉氏變換，可寫為

我們利用矩陣將所有方程組織在一起父虑。記住[M][M]该酗、[C][C]、[K][K]分別為質量、阻尼和剛度矩陣呜魄。需要注意的是悔叽，這些矩陣是對稱的。因此爵嗅，系統(tǒng)矩陣[B(s)][B(s)]也是對稱的娇澎。系統(tǒng)傳遞函數(shù)為系統(tǒng)矩陣的逆矩陣，可寫為

并且操骡，你當然還記得九火，在模態(tài)試驗過程中測得的頻響函數(shù)不過是系統(tǒng)傳遞函數(shù)沿頻率軸求值赚窃。很多情況下册招，方便起見，我們按照部分分式的形式來寫頻響函數(shù)勒极，如下所示

并且單個頻響可寫為

那么是掰，我為何要不厭其煩地寫出所有這些公式呢？這是因為在這些公式中有一些非常重要的辱匿，與你的問題相關的事情需要關注键痛。記住[B(s)]和[H(s)]是對稱的，是因為[M]匾七、[C]和[K]是對稱的絮短。這意味著[H(jω)]也是對稱的。這說明h_ij=h_ji昨忆，稱為互易性丁频。這意味著你在‘i’點激勵，測量‘j’點響應得到的頻響函數(shù)邑贴，與在‘j’點激勵席里，測量‘i’點響應得到的頻響函數(shù)完全相同。這就是互易性所要表達的意思拢驾。

現(xiàn)在奖磁，讓我們考慮一個錘擊試驗的情況，針對一個有三個測點的簡單梁繁疤】可能測得的輸入-輸出頻響函數(shù)總共有9個。但對于本例稠腊，在測點3位置布置加速度計躁染，在測點1，2麻养，和3位置進行錘擊褐啡，得到頻響函數(shù)測量結果。稱測點3為參考點位置鳖昌，因為對于我進行的每次測量备畦，它都是同一個響應點低飒。因為力錘從一點到另一點逐點遍歷，測得的頻響函數(shù)為頻響矩陣的一行懂盐，且是矩陣的zui后一行褥赊。

在我們討論其他問題之前，先討論激振器試驗得到的相同測量結果莉恼。將激振器布置在測點3位置拌喉，加速度計在梁的測點1、2俐银、和3位置逐點移動尿背，得到頻響函數(shù)測量結果。注意到測點3仍然是參考點位置捶惜，因為對于每次測量田藐，激振力都施加在同一個測點位置。既然激振力是不動的吱七，測得的頻響函數(shù)為頻響矩陣的一列汽久，且是矩陣的zui后一列。

如果觀察測得的頻響函數(shù)踊餐，會注意到景醇，激振器試驗得到的h13與錘擊試驗得到的 h31完全相同。同樣也會注意到吝岭，激振器試驗得到的 h23與錘擊試驗得到的 h32完全相同三痰。好了，這即是所謂的互易性苍碟。所以酒觅，從理論的角度看，不管是從激振器試驗還是從錘擊試驗得到數(shù)據(jù)微峰，都是無關緊要的舷丹。數(shù)據(jù)完全相同 — 從理論的角度看。在結構的同一點進行脈沖激勵蜓肆，而逐步移動加速度計到所有測點位置颜凯，錘擊試驗為何不能這樣進行？說起來仗扬，這沒有理由啊症概。對激振器試驗，也可以施加類似的方案早芭。響應加速度計固定在同一個位置彼城，而將激振器逐點移動（但是想要按照這種方式進行試驗的人，我是一個也不認識！）募壕。問題是從理論的角度看调炬，如何得到數(shù)據(jù)無關緊要，只要得到輸入-輸出特性即可舱馅。

因此缰泡，答案是激振器試驗和錘擊試驗之間沒有什么差別。那是從理論的角度看的代嗤！如果我可以施加一個純粹的力于結構之上棘钞，作用力與結構之間沒有任何相互影響，并且我可以用一個無質量的傳感器來測量響應干毅，它對結構沒有任何影響 — 那么這個答案成立宜猜。但若情況并非如此，將會怎樣呢溶锭？

好了宝恶，讓我們從實際的角度來考慮一下試驗符隙。問題是趴捅，在模態(tài)試驗過程中，激振器和響應傳感器通常會對結構產生影響霹疫。重點要記住拱绑，被測結構不僅僅是那個你要得到模態(tài)數(shù)據(jù)的結構。它是結構加上數(shù)據(jù)采集中所包含的一切事物 — 結構懸掛方式丽蝎，所裝傳感器的質量猎拨，激振器/推力桿布置的潛在剛度影響。所以盡管理論講錘擊試驗結果和激振器試驗結果之間不應該有任何差別屠阻，但因為采集數(shù)據(jù)的實際問題红省，經常會導致有差別。

明顯的差別源于激振器試驗過程中的加速度計移動国觉。相對于整個結構的總重量來講吧恃，加速度計重量或許非常微小，但相對于結構的不同部件的有效重量來講麻诀，其重量或許非常大痕寓。在多通道系統(tǒng)中，這個問題尤為突出蝇闭，其中為了采集到所有的測量結果呻率，多個傳感器需要在結構上移動。這是個問題呻引，特別是對輕質結構而言礼仗。解決這個問題的一個辦法是，在結構上安裝上所有的加速度計，即使每次僅測量一少部分元践。另一種方法是挪丢，在還沒有測到的位置上加上啞元加速度計質量塊；這樣可以消除移動質量的影響卢厂。

另一個存在的差別是由激振器/推力桿的影響引起的乾蓬。從根本上講，結構的模態(tài)可能會受到質量和激振器連接裝置的剛度效應的影響慎恒。盡管我們盡力減少這種影響任内，但他們或許存在。推力桿的目的是從結構上分離激振器的影響融柬。但是死嗦，在很多結構上，激振器連接裝置的影響可能比較顯著粒氧。因為錘擊試驗不受這些問題的不良影響越除，所以可能得到不同的結果。

盡管理論上講激振器試驗和錘擊試驗之間沒有什么差別外盯，但某些非痴瑁基本的實際問題或許會導致它們之間存在某些差別。我希望本文討論澄清了這個問題饱苟。

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)激勵孩擂，昊量光電新推出的這款智能沖擊錘的發(fā)明為結構動力學應用提供了機械激勵的新途徑。智能意味著設備內部處理信號箱熬。模態(tài)錘WaveHitMAX保證了測試對象的全自動类垦、可重復和高精度激勵，而沒有雙重打擊城须。用戶可以根據(jù)不同的阻尼/延遲時間蚤认，設置撞擊次數(shù)、沖擊力和撞擊之間的延遲時間糕伐。所有的預置砰琢，如零點或沖擊力搜索，都是由錘子自動完成的赤炒。用戶不再需要手動調整氯析。

針對全自動沖擊錘的研制，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莺褒。

 

圖1. 用于脈沖錘內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)設計進行了改進掩缓，使傳感器信號作為運動控制單元的主要輸入參數(shù)。這樣遵岩，脈沖錘的手臂可以向上移動到試件的命中點你辣，在那里巡通，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舍哄。

與半自動沖擊錘相比宴凉，WaveHitMAX自動脈沖錘具有新的功能。內部信號處理的優(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

? 確認對質量保證的影響

? 更改錘頭與測試對象之間的位置表悬，無需重新設置

WaveHitMAX自動模態(tài)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弥锄、輕松地操作。

                                                                              

 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)

? 內部傳感器評估和過程控制

? 自動搜索和調整沖擊力

? 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-配重的組合蟆沫。

 

綜述上文介紹WaveHitMAX - 一款用于全自動沖擊測試的智能脈沖錘籽暇，在全新的AI智能脈沖領域實現(xiàn)真正意義上的全自動智能脈沖錘！

 

如果您對WaveHitMAX-全自動沖擊測試的智能脈沖錘有興趣饭庞，請訪問上海昊量光電的官方網頁：

http://www.wjjzl.com/details-1495.html

 

關于Gfai tech

Gfai tech GmbH一直在生產和銷售"德國制造"的聲音和振動測量和分析創(chuàng)新產品超過15年戒悠。作為應用計算機科學促進會（GFai）的100%子公司，它始終以行業(yè)為導向和以應用為導向舟山。

Gfai tech以一臺模塊化和靈活的聲學攝像機而聞名绸狐，用于聲源的定位，可視化和分析累盗。如今寒矿，該產品組合還包括實驗模態(tài)分析的創(chuàng)新以及用于監(jiān)測、分析和評估聲學測量數(shù)據(jù)的完整軟件解決方案幅骄。我們的測量解決方案應用于汽車劫窒、工業(yè)、空中交通拆座、火車交通和研發(fā)領域的降噪、錯誤檢測和聲音設計冠息。

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