模態(tài)空間是Peter Avitabile教授發(fā)表的系列模態(tài)解讀文章延旧。Peter Avitabile教授是美國麻省大學洛威爾校區(qū)UMASS Lowell機械工程系結構動力學和聲學系統(tǒng)實驗室的副主任，以及模態(tài)分析和控制實驗室的主任槽地。Peter Avitabile教授以略帶口語化迁沫、生動而又幽默的語言，在每篇文章中集中介紹試驗模態(tài)分析的一個主題捌蚊，是非常好的試驗模態(tài)分析的入門文章集畅。它涉及到了試驗模態(tài)分析的方方面面，是模態(tài)試驗新手的入門材料缅糟，學習它有助于理解什么是試驗模態(tài)挺智，以及取得高質量的模態(tài)參數(shù)。
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模態(tài)空間系列（一百零一）趣味解讀模態(tài)空間– 建立自由-自由試驗設置的好辦法是什么？
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常見的方法是利用橡皮繩（或者類似的東西资锰，取決于結構的重量）敢课。我曾見過用橡皮繩支撐的導彈以及大型的風機葉片。我也曾見過氣囊系統(tǒng)用于很多不同的情況绷杜。嗯直秆，我能夠列舉我們能實現(xiàn)的所有不同方法。但重要的是你必須確保邊界條件不干擾被測系統(tǒng)鞭盟。邊界條件應該對系統(tǒng)的彈性體模態(tài)少有影響圾结。當情況如此時，我們可以講齿诉，試驗設置對測試結構中感興趣模態(tài)具有很小的影響筝野。
但我們實際上需要檢查這一點，以確保試驗設置對系統(tǒng)的彈性體模態(tài)沒有影響粤剧。我們需要用一組支撐位置將結構建立起來歇竟，接下來用一組不同的支撐位置或者改變支撐位置的支撐剛度（例如，有可能用兩倍數(shù)量的橡皮繩或者改變氣囊支撐系統(tǒng)的壓力）重新對結構進行試驗抵恋。如果系統(tǒng)的彈性體模態(tài)改變不明顯焕议，那么支撐條件可能影響很小。但是邊界條件仍有可能帶來某些影響弧关，需要仔細檢查盅安。
那么作為一個例子唤锉，我近期有2個被測的結構，使用了某種非常有別于傳統(tǒng)的邊界條件别瞭。第1個是一個很小的腌紧、質量很輕的結構，具有一些非常密集的框架彎曲和扭轉模態(tài)畜隶，而第二個結構是一個更重的固定板壁肋，用于某種沖擊響應譜試驗工作。
第1個結構支撐的靈感實際上來自于跟一個親密同事之間的電話交談籽慢，其中他在課堂上提到浸遗，對隔振系統(tǒng)你幾乎可以使用任何東西。一個學生問可以采用的手段是什么箱亿，作為有趣的評論跛锌，他立刻說“如果你想用棉花糖，我也不在乎”届惋。嗯髓帽，聽到這個，我決定用不同尺寸的棉花糖測試我們的一個標準實驗室結構脑豹；在實驗室內郑藏，用非常小的棉花糖以及大的棉花糖對框架結構進行模態(tài)試驗。這個特別結構被設計具有在頻率上非常非常臨近的第1階彎曲和第1階扭振模態(tài)瘩欺，頻率幾乎到了一樣的程度必盖。
第1次試驗（試驗#1）是用四個大的棉花糖建立的，四個棉花糖位于框架支腿的四個中截面俱饿，對應于扭振模態(tài)的節(jié)點歌粥。第2次試驗（試驗#2）用10個小型棉花糖建立，它們分布在框架上拍埠。做了這兩個試驗失驶，首先注意到的是，彎曲和扭轉模態(tài)交換了枣购，取決于用這前兩個試驗中的哪一個嬉探。所以又建立了第3次試驗（試驗#3），其中大的棉花糖位于框架的各角上坷虑。
剛體模態(tài)確實受到了棉花糖布置的影響甲馋。但是特別需要注意的是，在每種不同的布置中迄损，剛體模態(tài)也顯示出少許的頻率差別定躏。因此邊界條件確實對系統(tǒng)的彈性體模態(tài)有點兒影響。但更為重要的是，在試驗#1和試驗#2中痊远，彎曲和扭轉模態(tài)的順序出現(xiàn)不同垮抗。所以非常重要的是認識到支撐條件對模態(tài)頻率以及模態(tài)的組成具有非常大的影響。注意到碧聪，試驗#2和試驗#3這兩次試驗卻有一樣的模態(tài)順序冒版。所以我們不但需要對頻率的遷移當心，而且需要關心因試驗設置導致的模態(tài)組成逞姿。圖1顯示了三種不同試驗設置的前2階模態(tài)結果辞嗡，結構在棉花糖支撐下的照片，以及每個布置的典型驅動點測量結果滞造。
圖1：棉花糖支撐上的框架結果
現(xiàn)在续室，第2個結構是實驗室內已有的一個沖擊響應譜平板。結構安裝在一個空氣活塞懸浮系統(tǒng)之上谒养。但是在有空氣活塞系統(tǒng)之前挺狰，需要做一個非常快速的模態(tài)試驗以驗證模型买窟，并做些初步的沖擊預測丰泊。在沒有空氣活塞支撐平板的情況下，設計了一個非常粗糙的懸浮支撐∈忌埽現(xiàn)在在大學內瞳购，經(jīng)費總是有限的，所以需要提供一個經(jīng)濟可行的支撐疆虚。一天經(jīng)過長時間的思考苛败，我想到了一個妙招兒。那個手動的舊馬桶皮搋子對于沖擊平板的支撐看起來具有非常好的可能性径簿。
當我?guī)Я?個馬桶搋子出現(xiàn)在收銀機前時，五金店異常驚訝嘀韧。我們250磅沖擊平板用了兩種布置方案 — 一種是3個馬桶搋子位于空氣活塞位置篇亭，另一種是6個馬桶搋子。
并且這次試驗的結果非常好锄贷。兩種布置中的剛體模態(tài)都很好译蒂，彈性體模態(tài)也相似，如3個馬桶搋子的圖2（左側）和6個馬桶搋子的圖3（右側）所示谊却。結果是那么的好柔昼，以至于近期來自歐洲同行的一次參觀，提出在E-Bay上哪兒能夠買一些這樣的馬桶搋子的問題（對此我回答是炎辨，就到你當?shù)氐奈褰鸬瓴锻福I某品牌的新馬桶搋子即可 — 實際上每把搋子僅售大約5美元，跟已經(jīng)炮制的某些更為昂貴的布置相比，它們實在是物美價廉）乙嘀。
圖2：置于馬桶搋子之上的固定沖擊平板結果
所以末购，你可以看出，可以有許多不同的并且非常簡單的機制來產(chǎn)生自由-自由試驗布置虎谢。但是你需要意識到這個事實盟榴，邊界條件可能引起頻率的某些遷移，對后續(xù)分析的進一步使用數(shù)據(jù)來講婴噩，這是重要的擎场，并且邊界條件可能對系統(tǒng)不同模態(tài)的組成有影響，就像框架結構在第1種試驗布置中見到的那樣几莽。
我希望這有助于解釋清楚你的問題顶籽。你可以看到從棉花糖到馬桶搋子，很多不同的支撐條件可以用來完成被測系統(tǒng)的支撐 — 你只需要小心并檢查你的測量結果银觅。如果你有關于模態(tài)分析的任何其他問題礼饱，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
實驗模態(tài)分析中必不可少的一環(huán)就是模態(tài)激勵熙侍，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榄鉴。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蛉抓、可重復和高精度激勵庆尘，而沒有雙重打擊。用戶可以根據(jù)不同的阻尼/延遲時間巷送，設置撞擊次數(shù)驶忌、沖擊力和撞擊之間的延遲時間。所有的預置笑跛，如零點或沖擊力搜索付魔，都是由錘子自動完成的。用戶不再需要手動調整飞蹂。
針對全自動沖擊錘的研制几苍，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，使傳感器信號作為運動控制單元的主要輸入?yún)?shù)。這樣悼瘾，脈沖錘的手臂可以向上移動到試件的命中點湾趾，在那里钝吮，通過力傳感器信號中的特征變化檢測到接觸事件双藕，手臂的移動方向可以反轉蠢甲。
與半自動沖擊錘相比呻澜，WaveHitMAX自動脈沖錘具有新的功能纠屋。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涂臣，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、輕松地操作售担。
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-配重的組合赁遗。
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年族铆。作為應用計算機科學促進會（GFai）的100%子公司岩四，它始終以行業(yè)為導向和以應用為導向。
Gfai tech以模塊化和靈活的聲學攝像機而聞名哥攘，用于聲源的定位剖煌，可視化和分析。如今逝淹，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)測耕姊、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栅葡、工業(yè)茉兰、空中交通、火車交通和研發(fā)領域的降噪欣簇、錯誤檢測和聲音設計规脸。
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熊咽。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莫鸭，都歡迎通過電話、電子郵件或者微信與我們聯(lián)系网棍。
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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上海昊量光電設備有限公司是光電產(chǎn)品專業(yè)代理商黔龟，產(chǎn)品包括各類激光器、光電調制器滥玷、光學測量設備、光學元件等巍棱，涉及應用涵蓋了材料加工惑畴、光通訊、生物醫(yī)療航徙、科學研究如贷、國防、量子光學、生物顯微杠袱、物聯(lián)傳感尚猿、激光制造等；可為客戶提供完整的設備安裝楣富，培訓凿掂，硬件開發(fā)，軟件開發(fā)纹蝴，系統(tǒng)集成等服務庄萎。
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