模態(tài)空間是Peter Avitabile教授發(fā)表的系列模態(tài)解讀文章臣缀。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泻帮。Peter Avitabile教授以略帶口語化精置、生動而又幽默的語言，在每篇文章中集中介紹試驗模態(tài)分析的一個主題锣杂，是非常好的試驗模態(tài)分析的入門文章脂倦。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元莫，學習它有助于理解什么是試驗模態(tài)赖阻，以及取得高質量的模態(tài)參數(shù)文留。
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模態(tài)空間系列（十四）趣味解讀模態(tài)空間--我能用傾斜角度激勵進行模態(tài)試驗嗎
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我用X方向激勵進行試驗打却，可以觀察到一些模態(tài)杉适，
而用Y方向激勵再進行一個試驗，又可以觀察到一些不同的模態(tài)柳击。
作為替代我能用傾斜角度嗎猿推？
嗯，問得很好捌肴。這是一個用激振器激勵進行模態(tài)試驗時經(jīng)常會遇到的問題蹬叭。當然，用激振器在與結構成一定角度的方向上進行試驗是完全可以接受的状知。但是我們需要關心的一件事情是秽五，要確保我們選的參考點沒有位于某一階模態(tài)的節(jié)點上。讓我們多討論一點這個問題吧饥悴。
我們用一個簡單的結構來開始這個討論坦喘，這個結構實際上具有確定方向的模態(tài)振型。那么铺坞，我說的那話是什么意思起宽。這意味著對于某一階特定的結構模態(tài)，響應主要在某一個方向上济榨，并且在其他的方向上簡直沒有響應坯沪。而另外一階模態(tài)可能具有與第1階模態(tài)不同方向的響應，而在其他方向上幾乎沒有響應擒滑。
為了說明這點，考慮圖1所示的這個非常簡單的框架丐一。我們看出藻糖，結構的1階模態(tài)主要是在水平方向上運動，在垂直方向上響應一點也沒有库车【奁猓可是，結構的2階模態(tài)主要是在垂直方向上運動，在水平方向上沒有運動洋满。我們也可以看出晶乔，3階和4階模態(tài)遵循相同的趨勢。5階和6階模態(tài)在水平和垂直方向上都有運動牺勾，垂直方向略占優(yōu)勢正罢。
在結構的前6階模態(tài)的帶寬范圍內，如果觀察垂直方向上的一個驅動點測量結果（如圖2所示）驻民，那么我們注意到翻具，在測得的頻響函數(shù)中，只有2個明顯的峰回还。但是我們知道裆泳，在這個頻率范圍內有6階模態(tài)。另一方面懦趋，如果我們在水平方向上得到一個驅動點測量結果晾虑，那么也僅會觀察到4個峰。但是仅叫，當更仔細地審視測量結果時帜篇，會注意到，每個測量結果的前2階固有頻率是不同的诫咱。
因此我們現(xiàn)在可以看出笙隙，在每次測量結果中有些模態(tài)是觀察不到的。這直截了當?shù)乇砻髁巳绻覀冞x定所示的這兩個測點中的任何一個作為參考點坎缭，那么很顯然我們將觀察不到結構的所有階模態(tài)竟痰。但是為什么會這樣。
讓我們回憶一下頻響函數(shù)方程
對于3階模態(tài)掏呼，將它展開（為了示意）
對于頻響函數(shù)形式中的系統(tǒng)每階模態(tài)坏快，這個方程由留數(shù)（在分子中）和ji點（在分母中）來描述。我們也要記住憎夷，留數(shù)與模態(tài)振型（以及歸一化因子）直接相關莽鸿，如下所示
所以可以根據(jù)留數(shù)或模態(tài)振型來寫頻響函數(shù)。當按照模態(tài)振型寫時拾给，則情況變得很清楚祥得，如果參考點位置的模態(tài)振型值為零（或者幾乎為零），那么在頻響函數(shù)中將觀察不到那階模態(tài)蒋得。所以進行良好的模態(tài)試驗布置的訣竅是级及，總要選一個參考點，任何時候從這個參考點上都可以看到所有階模態(tài)额衙。但是有時說到容易做到難饮焦，特別是當我不確定預期的結構模態(tài)會是什么樣子的時候怕吴。（做一個放馬后炮的人總是很簡單。）
所以現(xiàn)在我們分別看看前4階模態(tài)县踢。那么很容易看出z優(yōu)參考點位置是結構上模態(tài)振型z大的點械哟。但我很快意識到，對于每階模態(tài)這個點都不同殿雪。訣竅是選一個點，可以“相當好”地觀察到每一階模態(tài)锋爪。大多數(shù)人裹足不前的地方是他們試圖按照簡單的直角坐標系 — 用x丙曙、y和z方向，進行思考其骄。
如果我試圖在一個點上對結構作用一個力亏镰，力與全局直角坐標系成45度角，情況又會怎樣拯爽？要能測量感興趣的所有階模態(tài)索抓，圖示的參考點會合適嗎？
回答這個問題的好方法是觀察構成頻響函數(shù)的方程毯炮。我們很快發(fā)現(xiàn)可以根據(jù)模態(tài)振型來寫這個方程逼肯。考慮系統(tǒng)的前4階模態(tài)時桃煎，我們發(fā)現(xiàn)每階模態(tài)沿著這個45度角都有響應分量篮幢。這意味著這個參考點對于測量系統(tǒng)的前4階模態(tài)是合適的。但是为迈，如果我更深入地觀察三椿，并考慮5、6階模態(tài)葫辐，那么我很快會發(fā)現(xiàn)從這點參考點上根本就測量不到這兩階更高的模態(tài)搜锰。這是因為，橫梁構件的中心點不但是結構5階的節(jié)點而且也是6階模態(tài)的節(jié)點耿战。
所以我們可以在結構上選取任何一個點蛋叼，相對于全局坐標系存在角度。要求是昆箕，相對于那階模態(tài)振型來說鸦列，模態(tài)振型應該具有顯著的數(shù)值；如果選定的參考點是某一階模態(tài)的節(jié)點鹏倘，那么我在所測的響應中將觀察不到那階模態(tài)薯嗤。zui后稍稍提到的一件事情是，為了獲取有效的“歸一化模態(tài)振型”纤泵，需要有一個驅動點測量結果骆姐。（我們將在以后的文章中討論模態(tài)振型歸一化镜粤。）這意味著響應必須是跟作用力一樣，處于同一個點玻褪，沿著同一個方向肉渴，進行測量 — 這點也適用于與全局坐標系成角度的參考點測量結果。
我希望這個解釋有助于你理解這點带射，你可以為參考點選取任意角度 — 只要它不是某一階模態(tài)的節(jié)點即可同规。如果你有關于模態(tài)分析的任何其他內容，盡管問我好了窟社。
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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)激勵儒拂，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色鸳。模態(tài)錘WaveHitMAX保證了測試對象的全自動社痛、可重復和高精度激勵，而沒有雙重打擊命雀。用戶可以根據(jù)不同的阻尼/延遲時間褥影，設置撞擊次數(shù)、沖擊力和撞擊之間的延遲時間咏雌。所有的預置凡怎，如零點或沖擊力搜索，都是由錘子自動完成的赊抖。用戶不再需要手動調整统倒。
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氛雪。
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)設計進行了改進房匆，使傳感器信號作為運動控制單元的主要輸入?yún)?shù)。這樣报亩，脈沖錘的手臂可以向上移動到試件的命中點浴鸿，在那里，通過力傳感器信號中的特征變化檢測到接觸事件弦追，手臂的移動方向可以反轉岳链。
與半自動沖擊錘相比，WaveHitMAX自動脈沖錘具有新的功能劲件。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掸哑，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约急、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-配重的組合苗分。
綜述上文介紹WaveHitMAX - 一款用于全自動沖擊測試的智能脈沖錘厌蔽，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摔癣，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年奴饮。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择浊。
Gfai tech以模塊化和靈活的聲學攝像機而聞名拐云，用于聲源的定位，可視化和分析近她。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)測膳帕、分析和評估聲學測量數(shù)據(jù)的完整軟件解決方案粘捎。我們的測量解決方案應用于汽車、工業(yè)危彩、空中交通攒磨、火車交通和研發(fā)領域的降噪、錯誤檢測和聲音設計汤徽。
上海昊量光電作為gfai tech公司在中國大陸地區(qū)的代理商娩缰，為您提供專業(yè)的選型以及技術服務。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谒府，都歡迎通過電話拼坎、電子郵件或者微信與我們聯(lián)系。
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