模態(tài)空間系列（四）趣味解讀模態(tài)空間--模態(tài)測試移動力錘還是移動加速度計有差別嗎？

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模態(tài)空間系列（四）趣味解讀模態(tài)空間--模態(tài)測試移動力錘還是移動加速度計有差別嗎？

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模態(tài)測試移動力錘還是移動加速度計有差別嗎矾兜？

嗯… 那要看情況了

讓我們解釋會有什么差別

 

從根本上講，模態(tài)試驗中移動力錘和移動加速度計之間沒有什么差別患久。假若采集到了相同的測量結果椅寺，那么這個結論是正確的。讓我通過討論蒋失，來解釋這個關于模態(tài)試驗的看似簡單返帕、實則非常復雜的問題。

先前用一個2通道的信號分析儀進行模態(tài)試驗時高镐，進行錘擊試驗是相當簡單的溉旋。通常加速度計固定不動，力錘在結構上逐點移動嫉髓。一般情況下观腊，我們在每個測點位置邑闲，沿著x梧油、y苫耸、和z向對結構進行脈沖激勵，以得到頻響函數(shù)儡陨，頻響函數(shù)是相對于固定不動的加速度計的參考點位置的褪子。但是，當我們開始用多通道的信號分析儀進行相同的試驗時骗村，尚有些許差別需要注明嫌褪。讓我們考慮一個錘擊試驗胚股，9個測點示于結構之上笼痛。并假定我有一把沖擊力錘，一個三軸加速度計琅拌，和一套4通道的FFT分析儀或采集系統(tǒng)缨伊。

一種試驗的方法是，將三軸加速度計固定于一個確定的位置进宝，然后在所有9個測點位置刻坊，沿某個方向進行錘擊。那么對這個結構党晋，我們可以得到27個頻響函數(shù)。另一種試驗方法是未玻，在某一個測點位置漏益，沿某一個方向進行錘擊，然后將三軸加速度逐步移動到所有9個測點位置深胳。我們再次得到27個頻響函數(shù)绰疤。那么這兩種情況下，我們僅僅是沿著某一個方向進行錘擊舞终，測得了27個頻響函數(shù)轻庆。

但是這兩種試驗一樣嗎？乍看之下敛劝，你或許認為這兩種試驗方案應該得到相同的結果余爆。為了證實這是對的還是錯誤的，讓我們來一步一步深入這個測量過程夸盟，并且對每種試驗方案蛾方，列出實際上得到了什么樣的測試結果。

試驗方案#1

假設我們想要進行方案#1所示的模態(tài)試驗。這個試驗中桩砰，三軸加速度計固定于測點9位置不動拓春，然后測量x亚隅、y硼莽、和z向的輸出。輸入力錘激振力僅是沿著z向施加煮纵，并且逐點移動到所顯示的9個測點位置懂鸵。

現(xiàn)在，根據(jù)這個試驗方案行疏，讓我們列出將要采集的每個頻響函數(shù)匆光。沿z向錘擊測點1時酿联，在9x殴穴、9y、和9z位置測量響應货葬。則對于第1次測量，測得的頻響函數(shù)為9x/1z劲够、9y/1z震桶、和9z/1z。接下來征绎，沿z向錘擊測點2蹲姐，并在9x人柿、9y柴墩、和9z位置測量響應。這組頻響函數(shù)為9x/2z凫岖、9y/2z江咳、和9z/2z。這里我們可以一直繼續(xù)下去哥放，但我認為你應該能找到竅門了歼指。可是甥雕，我們實際上測得了什么呢踩身？讓我們對頻響函數(shù)矩陣中的所有這些測量結果進行整理社露，看看得到了什么挟阻。

仔細觀察這個頻響函數(shù)矩陣時，我們注意到，僅僅測得了這個矩陣的三個不同行的部分元素附鸽。因此脱拼，只能得到系統(tǒng)特性的三個局部描述。另一方面拒炎，在每個局部描述中挪拟，我們僅能觀察到沿z向的特征信息。如果只是在z向有運動玉组，這沒有問題。但是丁侄，當沿x向激勵結構時惯雳，倘若沿z向有明顯的運動，又會怎樣呢鸿摇？我們僅僅測得了沿z向激勵引起的響應石景！

試驗方案#2

現(xiàn)在，假設我們也要進行方案#2所示的模態(tài)試驗拙吉。這個試驗中潮孽，力錘僅是沿著z向在測點9位置進行錘擊。三軸加速度計逐點移動到本試驗所示的9個測點位置筷黔，測量x往史、y、和z向佛舱。

現(xiàn)在椎例，根據(jù)這個試驗方案，讓我們列出將要采集的每個頻響函數(shù)请祖。沿z向錘擊測點9時订歪，在1x、1y肆捕、和1z位置測量響應。則對于第1次測量慎陵，測得的頻響函數(shù)為1x/9z掏秩、1y/9z、和1z/9z荆姆。接下來蒙幻，移動加速度計到測點2，并在2x胆筒、2y邮破、和2z位置測量響應诈豌。這組頻響函數(shù)為2x/9z、2y/9z抒和、和2z/9z矫渔。那么，我們實際上測得了什么呢摧莽？讓我們再次對頻響函數(shù)矩陣中的所有這些測量結果進行整理庙洼，看看得到了什么。

現(xiàn)在我們注意到镊辕，已經(jīng)測得了頻響函數(shù)矩陣的完整的一列元素油够。那么我們可以在一個更為完備的意義上去描述系統(tǒng)響應征懈。我們已經(jīng)測量了足夠的頻響函數(shù)石咬，這樣可以描述所有測點的系統(tǒng)響應。當然卖哎，我假定了沿z向的測點9處的參考點位置不是某一階模態(tài)的節(jié)點鬼悠！

那我應該怎么做呢？

所以盡管在這個平面上亏娜，兩次試驗好像是相同的焕窝，但實際上它們有差別！Ｎ亍！那么我該如何改變這些試驗方案幸缕，以便測得相同的數(shù)據(jù)。嗯晰韵，有兩種方法发乔。首先，方案#1按如下方式進行改變雪猪。例如栏尚，不用三軸加速度計，相反我們用一個單軸向加速度計來采集9z位置的數(shù)據(jù)只恨。但不同的是译仗，需要沿x、y官觅、和z向來施加錘擊激勵纵菌。這樣，采集到的數(shù)據(jù)將是頻響函數(shù)矩陣的一行休涤，并以9z為參考點咱圆。假設互易性成立笛辟，則這個數(shù)據(jù)與方案#2中采集的數(shù)據(jù)完全相同。

另一種保證采集到相同數(shù)據(jù)的方法如下序苏。在方案#1中手幢，需要用力錘來激勵x忱详、y围来、和z向。于是移動的力錘就需要沿著所有三個方向進行錘擊匈睁。在方案#2中监透，錘擊于測點9位置固定不動，沿著所有三個方向對結構進行激勵软舌。那么這兩次試驗會生成頻響矩陣的3個完整的行或列元素才漆。

這會兒你對此或許仍然有點摸不著頭腦。你聽到這個問題佛点，第1次就能理解，我知道這不容易超营。讓自己明白的好方法是寫出所有你打算采集的頻響函數(shù)測量結果鸳玩，要保證至少可以采集到頻響矩陣的完整的一行或一列元素。

我希望這個簡單的解釋有助于澄清你的問題演闭。需要仔細思考你要進行的測量不跟。記住我總說的話：“思考不是可有可無的，而是必須的米碰！”窝革。如果你有關于模態(tài)分析的其他任何問題，盡管問我好了吕座。

注：在科尚儀器官網(wǎng)發(fā)布《振動：解析與試驗模態(tài)分析》一書的中文翻譯虐译，辛辛那提大學教授Randall J. Allemang博士擁有其全部權利，而北京科尚儀器只為學習教育目的而使用它們吴趴。如您轉載本書中文翻譯漆诽，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)激勵锣枝，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厢拭。智能意味著設備內部處理信號。模態(tài)錘WaveHitMAX保證了測試對象的全自動供鸠、可重復和高精度激勵，而沒有雙重打擊陨闹。用戶可以根據(jù)不同的阻尼/延遲時間回季，設置撞擊次數(shù)家制、沖擊力和撞擊之間的延遲時間。所有的預置泡一，如零點或沖擊力搜索颤殴，都是由錘子自動完成的。用戶不再需要手動調整鼻忠。

針對全自動沖擊錘的研制涵但，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)設計進行了改進帖蔓，使傳感器信號作為運動控制單元的主要輸入?yún)?shù)矮瘟。這樣，脈沖錘的手臂可以向上移動到試件的命中點塑娇，在那里澈侠，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埋酬。

與半自動沖擊錘相比哨啃，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拳球，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、輕松地操作珍特。

                                                                              

 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-配重的組合祝峻。

 

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智能脈沖領域實現(xiàn)真正意義上的全自動智能脈沖錘扎筒！

如果您對WaveHitMAX-全自動沖擊測試的智能脈沖錘有興趣莱找，請訪問上海昊量光電的官方網(wǎng)頁：

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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%子公司嗜桌，它始終以行業(yè)為導向和以應用為導向奥溺。

Gfai tech以一臺模塊化和靈活的聲學攝像機而聞名，用于聲源的定位症脂，可視化和分析谚赎。如今淫僻，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)測诱篷、分析和評估聲學測量數(shù)據(jù)的完整軟件解決方案。我們的測量解決方案應用于汽車雳灵、工業(yè)棕所、空中交通悯辙、火車交通和研發(fā)領域的降噪琳省、錯誤檢測和聲音設計迎吵。

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)的選型以及技術服務针贬。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击费，都歡迎通過電話、電子郵件或者微信與我們聯(lián)系桦他。

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