模態(tài)空間是Peter Avitabile教授發(fā)表的系列模態(tài)解讀文章嘹吨。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實驗室的副主任，以及模態(tài)分析和控制實驗室的主任境氢。Peter Avitabile教授以略帶口語化蟀拷、生動而又幽默的語言，在每篇文章中集中介紹試驗模態(tài)分析的一個主題萍聊，是非常好的試驗模態(tài)分析的入門文章问芬。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寿桨，學習它有助于理解什么是試驗模態(tài)此衅，以及取得高質量的模態(tài)參數。
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模態(tài)空間系列（九十四）趣味解讀模態(tài)空間– 如果進行力錘逐點錘擊試驗并且錘擊很多點，有可能丟失某階模態(tài)嗎欢嘿？
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如果我們進行力錘逐點沖擊試驗狗热，并且錘擊很多點，有可能丟失某階模態(tài)嗎虑省？
嗯…在哪兒布置加速度計匿刮，你要小心。
我很高興你問了這個問題探颈，因為進行模態(tài)試驗時熟丸，它是一個非常重要的注意事項。我們討論一下與你問題相關的一些事情伪节。
現在光羞，一把逐點移動的力錘，一個固定不動的加速度計是進行錘擊試驗的一種方法怀大，很常用纱兑。另外一種可以做的錘擊試驗方法是保持力錘不動，而移動加速度計化借。做這類試驗潜慎，這兩種方法都是可以接受，并且因為互易性蓖康，從理論的角度看铐炫，真的沒有差別。實際上钓瞭，如果你考慮一下測量結果驳遵，當有一把逐點移動的力錘時淫奔，會填滿FRF矩陣的一行山涡，如果有一個逐點移動的響應傳感器，會填滿FRF矩陣的一列。這種情況的示意圖如圖1所示鸭丛，同時顯示了互易的測量結果竞穷。
不論什么時候進行模態(tài)試驗，你必須時刻小心鳞溉，以避免讓參考點位于某階模態(tài)的節(jié)點上瘾带。這是重要的注意事項。
圖1 – 頻響矩陣熟菲，展示出逐點錘擊（紅色行）和逐點響應（藍色列）
為了理解這個內容看政，需要介紹幾個描述FRF的基本方程。現在單個FRF“ij”測量結果可以根據留數寫成求和的形式抄罕，形如
但是在這個留數形式的方程中允蚣，要認識到留數意味著什么，可就不那么容易了呆贿。但是如果我用表示成模態(tài)振型的留數來寫這個方程嚷兔，則
對這個方程，所產生的FRF可能看起來像是圖2中所示的FRF做入，那里顯示了兩種形式的FRF表達式（并且為了區(qū)分單獨每階模態(tài)的貢獻冒晰，用藍色和紅色對FRF求和式中的每一項上了色）；圖2中竟块，上述方程已經展開為前兩項的和壶运，以說明每階模態(tài)對于總體FRF所做的貢獻。重要的是認識到浪秘，FRF是由各個單獨的模態(tài)的和構成的前弯。
當我們按照模態(tài)振型來寫這個方程時，清楚地說明秫逝，對于特定的“ij”項恕出，結構的模態(tài)振型是如何對FRF的幅值具有強烈影響的。從根本上說违帆，留數是根據比例系數q浙巫，模態(tài)振型在輸出響應位置的值乘以模態(tài)振型在輸入激勵位置的值生成的。這樣說來刷后，我認為很顯然的畴，如果輸出位置抑或輸入位置的模態(tài)振型值為零（也就是說，位于模態(tài)的節(jié)點上）尝胆，那么對于那階特定的模態(tài)丧裁，將不會有幅值。
圖2 – 頻響函數之和
所以既然我們認識到了這一點含衔，同樣也很顯然煎娇，不論什么時候我們在某階模態(tài)的節(jié)點位置進行測量二庵，則FRF測量結果中不會有關于那階模態(tài)的明顯幅值 – 不管它是激勵位置還是響應位置都沒關系。
另外缓呛，我還應該指出如果參考點跟模態(tài)節(jié)點離得很近催享，那么，對于那個特定階的模態(tài)哟绊，頻響幅值將會很低因妙。實際上，圖2中綠色所示的第3階模態(tài)是那種情況的一個z好例證票髓。跟第1階和第2階模態(tài)相比攀涵，那個幅值低，因為對輸入和/或輸出位置洽沟，模態(tài)振型的值比第1階和第2階模態(tài)的小很多汁果；那是幅值為什么更低的原因。
但是就你問過的zui
初問題而言玲躯，真正重要的是參考點的位置 – 不管是固定的力錘作為參考點据德，還是固定的加速度計作為參考點。如果參考點位于某階模態(tài)的節(jié)點上跷车，那么FRF中對于那階特定的模態(tài)將不會有明顯的響應棘利。
現在為了進行良好的模態(tài)試驗，對所有感興趣的模態(tài)朽缴，我們需要非常清楚模態(tài)振型什么樣善玫，這樣可以選擇合適的參考點。
但是很多時候密强，在更為復雜的結構或者結構具有非常方向性的模態(tài)特性的情況下茅郎，選擇一個位置，從那一個參考點位置很容易地看到所有階模態(tài)或渤，可能是非常困難甚至是不可能的系冗。這就是為什么很多時候我們用多個參考點進行模態(tài)試驗的原因。按照這種方法薪鹦，我們有能力從幾個不同的參考點位置看到所有階模態(tài)掌敬。
有時，當有4通道采集系統時池磁，我們將用3個加速度計（或者如果有8通道采集系統奔害，將用7個加速度計），固定不動的加速度計布置在結構不同的位置地熄，進行逐點移動力錘錘擊模態(tài)試驗华临。這樣的話，有更好的機會來確保能從所有不同的參考點位置看到所有階模態(tài)端考。
但愿我們能夠選取3個（或7個）位置雅潭，據此所有的參考點都沒有位于模態(tài)的節(jié)點位置揭厚。實際上，你可能認為選取那么多的參考點并且讓它們同時都位于某階模態(tài)的節(jié)點上寻馏，那幾乎是不可能的棋弥。
嗯核偿，無巧不成書诚欠，我見到有一個模態(tài)試驗，其中用了9個參考點漾岳，在逐點移動力錘的條件下進行測試轰绵。你首先想到的可能是，在9個參考點的條件下你怎么可能會有丟失某階模態(tài)的問題呢尼荆。難道你不知道嗎左腔，全部9個加速度計剛好位于平板某階模態(tài)的節(jié)點位置上。圖3展示了這個非常難以置信的做過的試驗捅儒，這里液样，在9個參考點的情況下，結構的某階模態(tài)丟失了巧还。
圖3 – 丟掉的平板模態(tài)鞭莽，有9個參考點
我希望這有助于說明，當確定模態(tài)試驗的參考點時麸祷，你需要非常小心澎怒。如果你有關于模態(tài)分析的任何其他問題，盡管問我好了阶牍。
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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)激勵咬像，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生宛。模態(tài)錘WaveHitMAX保證了測試對象的全自動县昂、可重復和高精度激勵，而沒有雙重打擊陷舅。用戶可以根據不同的阻尼/延遲時間倒彰，設置撞擊次數、沖擊力和撞擊之間的延遲時間莱睁。所有的預置待讳，如零點或沖擊力搜索芒澜，都是由錘子自動完成的。用戶不再需要手動調整创淡。
針對全自動沖擊錘的研制痴晦，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的系統設計進行了改進琳彩，使傳感器信號作為運動控制單元的主要輸入參數誊酌。這樣，脈沖錘的手臂可以向上移動到試件的命中點露乏，在那里碧浊，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瘟仿。
與半自動沖擊錘相比箱锐，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劳较，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驹止、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-配重的組合观蜗。
綜述上文介紹WaveHitMAX - 一款用于全自動沖擊測試的智能脈沖錘臊恋，在全新的AI智能脈沖領域實現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嫂便，請訪問上海昊量光電的官方網頁：
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