模態(tài)空間是Peter Avitabile教授發(fā)表的系列模態(tài)解讀文章碴巾。Peter Avitabile教授是美國麻省大學(xué)洛威爾校區(qū)UMASS Lowell機械工程系結(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丑搔。Peter Avitabile教授以略帶口語化厦瓢、生動而又幽默的語言，在每篇文章中集中介紹試驗?zāi)B(tài)分析的一個主題啤月，是非常好的試驗?zāi)B(tài)分析的入門文章煮仇。它涉及到了試驗?zāi)B(tài)分析的方方面面，是模態(tài)試驗新手的入門材料顽冶，學(xué)習(xí)它有助于理解什么是試驗?zāi)B(tài)欺抗，以及取得高質(zhì)量的模態(tài)參數(shù)售碳。
在北京科尚儀器官網(wǎng)發(fā)布模態(tài)空間系列文章及其中文翻譯强重，得到了Peter Avitabile教授的書面授權(quán)，Peter Avitabile教授擁有文章全部權(quán)利贸人，北京科尚儀器只為學(xué)習(xí)教育目的而使用它們间景。如您轉(zhuǎn)載此系列中文翻譯，請保留本段的描述信息艺智。
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模態(tài)空間系列（三十八）趣味解讀模態(tài)空間--做模態(tài)試驗需要加速度計安裝在X倘要，Y和Z三個方向上嗎？
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做模態(tài)試驗，需要加速度計安裝在X捧杉，Y和Z三個方向上嗎陕见？
嗯… 我們討論下這個問題
這一點常常使得很多人感到困惑。有些先入為主的觀點以為為了采集模態(tài)試驗數(shù)據(jù)味抖，在三個主方向的每個方向上必須安裝一個加速度計评甜。嗯，事實證明仔涩，沒有這個必要忍坷，但是在某些試驗時，或許強烈推薦是這樣又甚至要求是這樣熔脂。但很多時候人們認為除非你在全部三個方向上布置加速度計承匣，否則你得不到三維模態(tài)振型。
我們用來估計模態(tài)參數(shù)的基本方程可以按照下面這種形式寫為
矩陣中的項锤悄，[A][A]是留數(shù)韧骗，由曲線擬合過程得到；我們同時根據(jù)方程的分母得到j(luò)i點零聚，也即頻率和阻尼袍暴。但是根據(jù)下面的式子，這些留數(shù)跟模態(tài)振型直接相關(guān)
留數(shù)和模態(tài)振型之間的關(guān)系給出了這個問題的答案隶症。將這個式子展開來看一看矩陣的每一列中的一些元素政模。
如果我們觀察每一列，可以看到模態(tài)振型包含在列中蚂会，帶有某個比例因子淋样；也可以看出由于互易性，各行也同樣包含模態(tài)振型胁住。如果觀察一列趁猴，例如第1列，可以看到
因此從方程因子化提出來的模態(tài)振型值稱為“參考”自由度彪见。也就是說儡司，所有的測量結(jié)果都受這個參考自由度的影響。如果這個自由度是零（在模態(tài)節(jié)點上）余指，那么不管采集了多少測量結(jié)果捕犬，從測量數(shù)據(jù)中也觀察不到那階特定的模態(tài)。
這個基本方程確實包含了所提出問題的答案。對于感興趣的每階模態(tài)碉碉，只要參考自由度具有非零值柴钻，那么頻響函數(shù)將有與輸入-輸出關(guān)系密切關(guān)聯(lián)的留數(shù)。只要相對于參考自由度垢粮，在X顿颅，Y和Z方向上的模態(tài)振型有值相關(guān)聯(lián)，那么就可以由相對那個參考自由度的測量結(jié)果觀察到模態(tài)振型足丢。就這么簡單粱腻！
現(xiàn)在我們拿一個簡單結(jié)構(gòu)來說明這點。用一個簡單的L-形支架進行討論斩跌，說明參考自由度绍些，以及為了進行試驗?zāi)B(tài)勘查，說明它跟全部測量自由度的關(guān)系耀鸦。
為了討論柬批，下面圖形中安裝加速度位置上的參考點將用黑色表示，不同的錘擊位置將用藍色袖订，紅色和綠色表示氮帐，用來區(qū)分不同的點。
對于此支架的第1階模態(tài)洛姑，參考加速度可以沿x-方向布置在結(jié)構(gòu)的上角上沐。注意如果在支架上角沿x-方向進行錘擊（紅或綠）或者在下角沿z-方向（藍），結(jié)構(gòu)在所有這些位置都有顯著的響應(yīng)楞艾。這意味著如果在上角沿x-方向（紅或綠）對結(jié)構(gòu)進行錘擊参咙，在參考點上有x-方向的響應(yīng)。并且如果在下角（藍）沿z-方向?qū)Y(jié)構(gòu)進行錘擊硫眯，在參考點上也有x-方向的響應(yīng)蕴侧。因此從所選定的參考點位置可以很容易看到這階模態(tài)。
對于結(jié)構(gòu)的第2階模態(tài)两入，參考加速度計可以沿z-方向布置在結(jié)構(gòu)的下角净宵。如果在同一點（藍）沿z-方向錘擊結(jié)構(gòu)，對于這階模態(tài)裹纳，結(jié)構(gòu)在這個點上有明顯的響應(yīng)择葡。但也要注意到如果在上角（紅和綠）沿x-方向錘擊結(jié)構(gòu)，在參考加速度計的位置沿z-方向也具有響應(yīng)痊夭。所以刁岸，對于本階模態(tài)脏里，這個參考點是沒問題的她我。
接下來如果考慮第3階模態(tài)，將參考加速度計沿z-方向布置在下角，對于本階番舆，結(jié)構(gòu)上所有的三個錘擊位置在這個點上都有明顯的響應(yīng)酝碳。
現(xiàn)在，真正的問題是恨狈，是否有一個參考點位置可以選定疏哗？它能夠充分地捕捉到感興趣的結(jié)構(gòu)所有階模態(tài)的動力學(xué)特性？對于本例禾怠，沿z-方向的結(jié)構(gòu)下角足以觀察到所有階模態(tài)返奉，這看上去合情合理。
現(xiàn)在我們可以看出單個參考點足以充分地觀察到感興趣的所有階模態(tài) – 并且只需要一個方向就完成了吗氏。當然芽偏，如果使用多參考點，也完全可以接受弦讽，確信無疑這是測試結(jié)構(gòu)的更好的方法 – 但本質(zhì)上講污尉，為了提取三維的模態(tài)振型，這些額外的參考點并非必須往产。
我希望這有助于厘清謬見被碗，關(guān)于模態(tài)試驗需要沿三個獨立參考方向進行測量的謬見。思考一下它仿村，如果你有關(guān)于模態(tài)分析的任何其他問題锐朴，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?zāi)B(tài)分析中必不可少的一環(huán)就是模態(tài)激勵滴肿，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)用提供了機械激勵的新途徑岳悟。智能意味著設(shè)備內(nèi)部處理信號。模態(tài)錘WaveHitMAX保證了測試對象的全自動泼差、可重復(fù)和高精度激勵贵少，而沒有雙重打擊。用戶可以根據(jù)不同的阻尼/延遲時間堆缘，設(shè)置撞擊次數(shù)滔灶、沖擊力和撞擊之間的延遲時間。所有的預(yù)置吼肥，如零點或沖擊力搜索录平，都是由錘子自動完成的麻车。用戶不再需要手動調(diào)整。
針對全自動沖擊錘的研制斗这，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动猬。
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)表箭。這樣赁咙，脈沖錘的手臂可以向上移動到試件的命中點，在那里免钻，通過力傳感器信號中的特征變化檢測到接觸事件彼水，手臂的移動方向可以反轉(zhuǎn)。
與半自動沖擊錘相比极舔，WaveHitMAX自動脈沖錘具有新的功能猿涨。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
? 確認對質(zhì)量保證的影響
? 更改錘頭與測試對象之間的位置，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姆怪、輕松地操作叛赚。
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稽揭，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俺附！
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年溪掀。作為應(yīng)用計算機科學(xué)促進會（GFai）的100%子公司事镣，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)攝像機而聞名揪胃，用于聲源的定位璃哟，可視化和分析。如今喊递，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)測随闪、分析和評估聲學(xué)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(yīng)用于汽車骚勘、工業(yè)铐伴、空中交通、火車交通和研發(fā)領(lǐng)域的降噪俏讹、錯誤檢測和聲音設(shè)計当宴。
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(shù)服務(wù)泽疆。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户矢，都歡迎通過電話、電子郵件或者微信與我們聯(lián)系殉疼。
更多詳情請聯(lián)系昊量光電/歡迎直接聯(lián)系昊量光電
關(guān)于昊量光電：
上海昊量光電設(shè)備有限公司是光電產(chǎn)品專業(yè)代理商梯浪，產(chǎn)品包括各類激光器捌年、光電調(diào)制器、光學(xué)測量設(shè)備驱证、光學(xué)元件等延窜，涉及應(yīng)用涵蓋了材料加工恋腕、光通訊抹锄、生物醫(yī)療、科學(xué)研究荠藤、國防伙单、量子光學(xué)、生物顯微哈肖、物聯(lián)傳感吻育、激光制造等；可為客戶提供完整的設(shè)備安裝淤井，培訓(xùn)布疼，硬件開發(fā)，軟件開發(fā)币狠，系統(tǒng)集成等服務(wù)游两。
您可以通過我們昊量光電的官方網(wǎng)站www.wjjzl.com了解更多的產(chǎn)品信息，或直接來電咨詢4006-888-532漩绵。
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