模態(tài)空間是Peter Avitabile教授發(fā)表的系列模態(tài)解讀文章膊存。Peter Avitabile教授是美國麻省大學(xué)洛威爾校區(qū)UMASS Lowell機(jī)械工程系結(jié)構(gòu)動力學(xué)和聲學(xué)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隔崎。Peter Avitabile教授以略帶口語化今艺、生動而又幽默的語言，在每篇文章中集中介紹試驗?zāi)B(tài)分析的一個主題爵卒，是非常好的試驗?zāi)B(tài)分析的入門文章。它涉及到了試驗?zāi)B(tài)分析的方方面面钓株，是模態(tài)試驗新手的入門材料实牡，學(xué)習(xí)它有助于理解什么是試驗?zāi)B(tài)，以及取得高質(zhì)量的模態(tài)參數(shù)轴合。
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模態(tài)空間系列（二十九）趣味解讀模態(tài)空間--模態(tài)試驗中人常犯的一些主要錯誤是什么搭盾？這樣我會不再重蹈覆轍了
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模態(tài)試驗中人常犯的一些主要錯誤是什么？這樣我不再重蹈覆轍跟畅。
那我們討論一下它們咽筋。
嗯徊件，過去的很多年中我經(jīng)歷了很多事情奸攻，是人們在模態(tài)試驗和分析過程中所犯的大的錯誤。有些實際上非呈郏可笑睹耐，有些相當(dāng)嚴(yán)重部翘。所以來談一談在過去幾十年的模態(tài)試驗中我所見到的硝训，稱之為“模態(tài)測試趣聞”的東東。
錘擊試驗和相干 — 很多很多年之前（如同就在幾個月前）我看到一個模態(tài)試驗，其中工程師對每個測量位置只取了一次平均捎迫。問為什么時晃酒，他們非常明確地聲稱因為相干是1窄绒，為什么還要費勁多做測量呢 — 他們干得多么好氨创巍！我看到過很多人掉進(jìn)這個陷阱彰导。相干是一個函數(shù)蛔翅，只能對平均測量結(jié)果來求位谋。只有一次平均山析，相對于僅有的這個測量結(jié)果沒有變化。那么相干只能是1 — 但它一定不是測量結(jié)果可以接受的指示掏父。你只能用相干函數(shù)來評估一組平均函數(shù)的變化笋轨。要平均赊淑！
參考點位于某階模態(tài)節(jié)點上 — 為了進(jìn)行一次模態(tài)勘查爵政，參考點位置（對錘擊測試是逐點錘擊試驗中的固定響應(yīng)點，對激振器試驗是固定不動的輸入位置）一定不能位于某階模態(tài)的節(jié)點上陶缺。節(jié)點是一個零響應(yīng)的位置钾挟。如果沒有響應(yīng)饱岸，那么怎么可能得到一個好的頻響掺出。我記得多年前，一個小組正在測量一個大的懸臂類型的結(jié)構(gòu)苫费，他們只是將注意力集中到一些非常昂貴的低頻加速度傳感器上了汤锨∈蜓茫考慮到設(shè)備可能從結(jié)構(gòu)上掉落下來泥畅，參考加速度計安裝到懸臂結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)位置 — 那么當(dāng)然測不到響應(yīng)，毋庸置言頻響很差琅翻。另有一個肋-板機(jī)箱結(jié)構(gòu)試驗位仁，所有的測量位置位于大多數(shù)的剛硬的肋交叉點位置，結(jié)構(gòu)面板部分沒有布置任何加速度計聂抢。對于這個特殊的結(jié)構(gòu)，結(jié)果表明感興趣的模態(tài)主要跟面板響應(yīng)相關(guān)棠众。全部的加速度計基本上位于所有的模態(tài)節(jié)點位置琳疏。很不幸有决，在尋求指導(dǎo)和幫助之前，有人按這種方式干了幾個月的活空盼，采集了很多組無用的數(shù)據(jù)书幕。需要在有響應(yīng)可測的位置進(jìn)行測量。避開模態(tài)節(jié)點!
質(zhì)量載荷影響 — 在其他文章中已經(jīng)對質(zhì)量載荷的影響進(jìn)行了探討揽趾。儀器質(zhì)量對所測的頻響有影響台汇，并會給出錯誤的系統(tǒng)固有頻率表示篱瞎。如果有苟呐，一點當(dāng)心確定質(zhì)量的載荷影響什么。這個影響可能很大也可能相對不那么嚴(yán)重俐筋。但我有一個質(zhì)量載荷的故事難以忘記牵素〕握撸回到1980年代早期笆呆，我那時進(jìn)行潛艇推進(jìn)系統(tǒng)隔振部件的阻抗測試。需要評估新的設(shè)計粱挡，用一種新方法腰奋，那時稱為數(shù)字步進(jìn)正弦抱怔，在5KHz范圍內(nèi)進(jìn)行阻抗測試；進(jìn)行每次測試大約花3個小時嘀倒。每種設(shè)置要進(jìn)行多次試驗屈留、要評價很多種提出的原型，并且只有兩通道分析儀测蘑，在這種條件下，為了完成緊張安排的試驗計劃碳胳，試驗按照7天24小時連軸轉(zhuǎn)進(jìn)行勇蝙。試驗設(shè)置包括一組支撐在氣囊上的2噸混凝土塊，用隔振系統(tǒng)隔開挨约。有一個特別實習(xí)生（大約6英尺5英寸高味混，大約350磅重），他會進(jìn)行一些第三班的試驗诫惭。試驗計劃完成3個月之后翁锡，評價數(shù)據(jù)的分析工程師遇到了一些問題，好幾組數(shù)據(jù)好像在質(zhì)量上有400磅的差別夕土，偏離了頻率范圍瘟判。他們的評論讓我脊背發(fā)涼，我記起來每天早晨進(jìn)入到車間組裝區(qū)角溃，試驗進(jìn)行的地方拷获，在混凝土塊上看到了一個枕頭和一張?zhí)鹤印＝?jīng)過一段長時間的討論之后减细，確定了一旦試驗開始之后匆瓜，那個實習(xí)生就爬到氣囊支撐的混凝土塊上打個盹，彼時試驗正在進(jìn)行Ｐ安啤Ｉ乱肌！你能夠想象解釋這個獨特的試驗問題是多么的艱難糠馆。結(jié)果是，對于所有試驗保留了非常好的試驗記錄怎憋，很容易確定那個實習(xí)生參與了哪個試驗又碌，額外檢查了其他的測量結(jié)果，有些確定為不適合于用绊袋。沒人喜歡保留準(zhǔn)確的試驗記錄毕匀，但這是一次信息無比寶貴的例子。現(xiàn)在那個質(zhì)量載荷影響癌别，我不認(rèn)為每個人都將它放在第1位上皂岔。當(dāng)心質(zhì)量載荷！
雙擊和力窗 — 很多時候進(jìn)行錘擊試驗時躁垛，雙擊不可避免。有很多次我看到試驗工程師用力窗來消除雙擊中的第2個沖擊影響圾笨。他們的思路是因為我真的不想要雙擊教馆，何不將第2個不想要的沖擊影響置零化處理。乍一想擂达，這好像有道理土铺，但真實情況是結(jié)構(gòu)確確實實地經(jīng)受到了雙擊。所以板鬓，加力窗試圖在分析上去掉第2次沖擊的影響是完全錯誤的悲敷。基于受到實際施加的雙擊結(jié)構(gòu)進(jìn)行實際響應(yīng)镀迂。永遠(yuǎn)不要試圖通過施加力窗來去掉雙擊的影響。
每次平均利用不同的點進(jìn)行 — 這個你不得不感到發(fā)笑唤蔗，完全不信探遵。我很早以前見到一個試驗窟赏，其中一個非常簡單結(jié)構(gòu)的結(jié)果模態(tài)振型看上去毫無意義。經(jīng)過檢查可能出錯的基本情況后箱季，進(jìn)行了一次長時間的討論來確定為什么一個簡單結(jié)構(gòu)采集了25次平均結(jié)果涯穷，測量結(jié)果的相干還是這么的糟糕。結(jié)果是藏雏，采集的測點有25個拷况。試驗工程師對模態(tài)試驗的每個測點進(jìn)行了25次平均掘殴。不幸的是男公，每個單獨的測量結(jié)果通過錘擊測試得到千所，構(gòu)成所有25次測量結(jié)果的和隙畜，其中對于全部25個測量結(jié)果吮播，結(jié)構(gòu)上的每個單獨的測點是在不同的位置進(jìn)行沖擊病瞳±抗荆基本上講，25次平均的每個平均頻響來自于在結(jié)構(gòu)上對全部獨立的25個測點進(jìn)行沖擊套菜。這個平均函數(shù)標(biāo)識為被測結(jié)構(gòu)的一個測點亲善。這個過程重復(fù)25次逗柴，直到全部測點測量完畢蛹头。顯然這是完全錯誤的。對每次平均戏溺，結(jié)構(gòu)上指定測點的平均頻響必須來自于在同一個測點進(jìn)行沖擊所測的函數(shù)掘而。我還是不相信那個錯誤。
坐標(biāo)系和點/方向信息 — 對模態(tài)試驗正確的標(biāo)識測點和方向是一個非常簡單的過程 — 但是有時錯誤就源自于這個信息的不正確的定義。一個簡單的補救方法是在試驗設(shè)置時清楚地標(biāo)識坐標(biāo)系知染。我通常在地面上放置清楚標(biāo)識x肋僧、y和z方向的條帶。在這個過程中很多人在背后笑話我控淡，但對于模態(tài)試驗嫌吠，我從來沒有搞混點方向信息而其他很多人常常搞混。所以我猜想這是“誰笑在zui后掺炭，誰笑得zui好”辫诅，我仍然對曾經(jīng)看到的一些錯誤感到好笑。我記得一次安裝系統(tǒng)上的發(fā)動機(jī)組模態(tài)試驗涧狮。測試主要用于識別在安裝系統(tǒng)上的發(fā)動機(jī)剛體模態(tài) — 通常這些是非常低頻的模態(tài)么夫。一天我接到了一個電話，有個問題肤视，模態(tài)試驗表明發(fā)動機(jī)組的彈性體模態(tài)在10Hz范圍內(nèi)档痪。這ji其不可能，我對所有測量位置的點和方向信息的正確標(biāo)識表示懷疑邢滑。測試試驗室的人很唐突地聲稱他們是經(jīng)驗豐富的模態(tài)測試工程師腐螟，完全知道如何標(biāo)識這些基本信息。不想惹惱他們困后，我要求檢查數(shù)據(jù)乐纸。對其數(shù)據(jù)仔細(xì)觀察之下，情況變得非常明了摇予，再明顯不過了，發(fā)動機(jī)組的一個面上的所有X方向的傳感器錯誤地標(biāo)識了180度反相（實際上它們指向模態(tài)軟件包中指定方向的相反方向）趾盐。有關(guān)測點的相位修正之后庶喜，發(fā)動機(jī)組的剛體模態(tài)看上去跟期望的完全一致了。點和方向信息是非常簡單直觀的過程 — 在這個幾何結(jié)構(gòu)生成的重要步驟中救鲤，需要仔細(xì)耐心久窟。
有限元模態(tài)并不總是正確 — 現(xiàn)在這是一個不懷好意的說法。很多人曾經(jīng)聽過這個說法“除了試驗工程師人人都相信試驗本缠，除了分析工程師沒人相信模型”斥扛。大約十年前測試了一個很大的衛(wèi)星結(jié)構(gòu)，對模態(tài)試驗丹锹，花了很多心血來精確地確定激振器的位置，利用有限元模型進(jìn)行了非常精細(xì)的預(yù)試驗分析楣黍。模型確定了幾個激振器沿著這個連接到巨大慣性質(zhì)量上的長懸臂結(jié)構(gòu)布置 — 但僅僅只在與懸臂衛(wèi)星結(jié)構(gòu)的長度方向垂直的其中一個方向上布置了兩個激振器匾灶。當(dāng)對在另一個垂直方向上缺少激振器提出疑問時，分析工程師堅定地回答道其他的水平方向無需激振器租漂，因為進(jìn)行了大量的預(yù)試驗分析阶女，在所選的激勵方向上能夠完全激出結(jié)構(gòu)的所有模態(tài)。嗯哩治，結(jié)果是模型并不完全正確（實際上在模型中定義了很多不正確的阻尼質(zhì)量單元）秃踩。由于有限元模型中的錯誤造成預(yù)試驗分析有偏差，故而得到了不準(zhǔn)確的信息业筏。參考點的位置選擇不是件容易的事情。有限元模型蒜胖，如果有消别，是幫助進(jìn)行參考點選擇的很棒的工具抛蚤。但應(yīng)該加以小心，不要太過于相信沒有經(jīng)過驗證的模型（這實際上是進(jìn)行測試的意義所在）妖啥。
底線 — 大多數(shù)模態(tài)試驗的底線是你需要仔細(xì)考慮測試過程的每一個步驟以確保得到正確的頻響霉颠。當(dāng)人們停止思考他們將要干什么時，zui壞的情況發(fā)生了荆虱。當(dāng)走進(jìn)試驗室蒿偎，看到試驗在進(jìn)行，而對正在測量什么沒有理解時诉位，我感到不安。很多時候菜枷，相關(guān)人員的反應(yīng)是“這是我們一貫的做法苍糠，它必然正確，因為這么多年來我們一直是這么干的”啤誊。測試按照一套流程來做是完全正確的岳瞭，但是，每個人都理解蚊锹，用來采集FRF數(shù)據(jù)的方法背后的邏輯和理由瞳筏，是非常有必要的。經(jīng)常要做的第1件事是質(zhì)疑假設(shè)牡昆，以確保每個人都知道事情為什么按照某種方法進(jìn)行。下一件事我總是說丢烘，思考不是可有可無的柱宦，而是必須！這不是如同漢堡包店那樣的按下按鈕就成的技術(shù)播瞳，在那里選擇簡單 — 漢堡掸刊、薯條、蘇打赢乓，4.52美元忧侧，謝謝。模態(tài)測試在過去的25年取得了很大的進(jìn)展骏全，但迄今為止我們?nèi)匀粵]有完全達(dá)到自動化模態(tài)測試尼斧。
我希望這些故事帶給你一絲笑容姜贡，但要確保你不會重蹈覆轍！如果你有關(guān)于模態(tài)分析的任何其他問題棺棵，盡管問我好了楼咳。
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模態(tài)激勵全新的解決方案-WaveHitMAX自動脈沖錘
實驗?zāi)B(tài)分析中必不可少的一環(huán)就是模態(tài)激勵，昊量光電新推出的這款智能沖擊錘的發(fā)明為結(jié)構(gòu)動力學(xué)應(yīng)用提供了機(jī)械激勵的新途徑轨域。智能意味著設(shè)備內(nèi)部處理信號袱耽。模態(tài)錘WaveHitMAX保證了測試對象的全自動、可重復(fù)和高精度激勵干发，而沒有雙重打擊朱巨。用戶可以根據(jù)不同的阻尼/延遲時間枉长，設(shè)置撞擊次數(shù)冀续、沖擊力和撞擊之間的延遲時間。所有的預(yù)置必峰，如零點或沖擊力搜索洪唐，都是由錘子自動完成的自点。用戶不再需要手動調(diào)整桐罕。
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桂敛。
圖1. 用于脈沖錘內(nèi)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(shè)計進(jìn)行了改進(jìn)功炮，使傳感器信號作為運動控制單元的主要輸入?yún)?shù)术唬。這樣薪伏，脈沖錘的手臂可以向上移動到試件的命中點，在那里粗仓，通過力傳感器信號中的特征變化檢測到接觸事件嫁怀，手臂的移動方向可以反轉(zhuǎn)。
與半自動沖擊錘相比塘淑，WaveHitMAX自動脈沖錘具有新的功能。內(nèi)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(rèn)對質(zhì)量保證的影響
? 更改錘頭與測試對象之間的位置蚂斤，無需重新設(shè)置
WaveHitMAX自動模態(tài)力錘可以通過以太網(wǎng)在Windows設(shè)備(PC或平板電腦)上通過包含的軟件快速存捺、輕松地操作。
自動模態(tài)脈沖錘特點：
? 自動零點搜索
? 可重復(fù)的單擊激發(fā)
? 內(nèi)部傳感器評估和過程控制
? 自動搜索和調(diào)整沖擊力
? 位置的變化是自動預(yù)測的
? 通過附件配置脈沖特性
? 通過遠(yuǎn)程控制或集成到客戶系統(tǒng)中來觸發(fā)功能
? 在德國設(shè)計和組裝
? CE認(rèn)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。
綜述上文介紹WaveHitMAX - 一款用于全自動沖擊測試的智能脈沖錘捌治，在全新的AI智能脈沖領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)真正意義上的全自動智能脈沖錘岗钩！
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(guān)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年肖油。作為應(yīng)用計算機(jī)科學(xué)促進(jìn)會（GFai）的100%子公司兼吓，它始終以行業(yè)為導(dǎo)向和以應(yīng)用為導(dǎo)向。
Gfai tech以模塊化和靈活的聲學(xué)攝像機(jī)而聞名视搏，用于聲源的定位，可視化和分析疲恢。如今凶朗，該產(chǎn)品組合還包括實驗?zāi)B(tài)分析的創(chuàng)新以及用于監(jiān)測、分析和評估聲學(xué)測量數(shù)據(jù)的完整軟件解決方案显拳。我們的測量解決方案應(yīng)用于汽車棚愤、工業(yè)、空中交通杂数、火車交通和研發(fā)領(lǐng)域的降噪宛畦、錯誤檢測和聲音設(shè)計。
上海昊量光電作為gfai tech公司在中國大陸地區(qū)的代理商揍移，為您提供專業(yè)的選型以及技術(shù)服務(wù)。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那伐，都?xì)g迎通過電話踏施、電子郵件或者微信與我們聯(lián)系。
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(shè)備有限公司是光電產(chǎn)品專業(yè)代理商罕邀，產(chǎn)品包括各類激光器畅形、光電調(diào)制器、光學(xué)測量設(shè)備诉探、光學(xué)元件等日熬，涉及應(yīng)用涵蓋了材料加工、光通訊肾胯、生物醫(yī)療竖席、科學(xué)研究敬肚、國防毕荐、量子光學(xué)、生物顯微艳馒、物聯(lián)傳感憎亚、激光制造等；可為客戶提供完整的設(shè)備安裝虽填，培訓(xùn)，硬件開發(fā)曹动，軟件開發(fā)斋日，系統(tǒng)集成等服務(wù)。
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