模態(tài)空間是Peter Avitabile教授發(fā)表的系列模態(tài)解讀文章唱逢。Peter Avitabile教授是美國(guó)麻省大學(xué)洛威爾校區(qū)UMASS Lowell機(jī)械工程系結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)和聲學(xué)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室的副主任，以及模態(tài)分析和控制實(shí)驗(yàn)室的主任屋休。Peter Avitabile教授以略帶口語(yǔ)化坞古、生動(dòng)而又幽默的語(yǔ)言，在每篇文章中集中介紹試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析的一個(gè)主題劫樟，是非常好的試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析的入門文章痪枫。它涉及到了試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析的方方面面，是模態(tài)試驗(yàn)新手的入門材料叠艳，學(xué)習(xí)它有助于理解什么是試驗(yàn)?zāi)B(tài)奶陈，以及取得高質(zhì)量的模態(tài)參數(shù)。
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模態(tài)空間系列（六十九）趣味解讀模態(tài)空間-改變懸臂梁頂部剛度，但僅能改變頻率那么多點(diǎn)疏旨。怎么回事很魂？
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改變懸臂梁頂部剛度，但僅能改變頻率那么多點(diǎn)窃植。怎么回事帝蒿？
嗯，這需要討論巷怜。
嗯葛超，這是諸多問(wèn)題中的又一個(gè)問(wèn)題，我看到很多人對(duì)其感到困惑延塑。讓我們從一個(gè)簡(jiǎn)單的懸臂梁開始绣张，并解釋系統(tǒng)一些內(nèi)在的基本特性。
首先关带，我們從簡(jiǎn)單的有限元模型開始侥涵，來(lái)研究懸臂梁頂部剛度的影響。懸臂梁宋雏、頂部帶彈簧的懸臂梁以及端部鉸支條件下的懸臂梁如圖1所示芜飘。我們將利用梁的有限元模型來(lái)深入領(lǐng)會(huì)一下當(dāng)梁頂部的彈簧剛度由低變到高時(shí)發(fā)生了什么。
表1列出了懸臂梁前3階模態(tài)磨总，接下來(lái)列出了隨著剛度增加時(shí)的頻率變化情況嗦明、以及如果彈性剛度無(wú)窮大，zui后為鉸支邊界條件下的頻率變化情況蚪燕。值得注意的是娶牌，隨著彈簧剛度增加，zui終頻率趨向于zui終懸臂梁頂部鉸支邊界條件下的結(jié)果邻薯。
圖1 – 懸臂梁裙戏，懸臂梁帶頂端彈簧，懸臂梁頂端鉸支
那么這意味著厕诡，不管你在懸臂梁頂部加了多少剛度累榜，頻率只能移動(dòng)那么多點(diǎn)，并且后面剛度增加的再多，也幾乎沒(méi)有什么影響 — 這是一個(gè)收益遞減點(diǎn)壹罚。
現(xiàn)在讓我們進(jìn)一步考慮這個(gè)簡(jiǎn)單的懸臂梁葛作，看看其頂部的響應(yīng)。頻響函數(shù)如圖2所示猖凛，在梁的頂部測(cè)量驅(qū)動(dòng)點(diǎn)頻響赂蠢，頂部也是剛度施加的地方。
那么現(xiàn)在我們來(lái)看一看頻響函數(shù)辨泳，并討論這個(gè)頻響的不同部分虱岂。這個(gè)函數(shù)在固有頻率上有峰值。大致說(shuō)來(lái)菠红，在頻域內(nèi)有一個(gè)區(qū)域第岖，在這個(gè)區(qū)域內(nèi)用很小的力可以引起很大的響應(yīng)。在共振頻率上试溯，結(jié)構(gòu)好像沒(méi)有明顯的剛度蔑滓。
表1：不同端部條件下的懸臂梁固有頻率
現(xiàn)在來(lái)看反共振頻率，在頻域范圍內(nèi)有一段區(qū)域遇绞，在這個(gè)區(qū)域上施加很大的力键袱，卻基本上沒(méi)有響應(yīng)。結(jié)構(gòu)好像剛度無(wú)窮大摹闽。也就是說(shuō)在反共振頻率上沒(méi)有位移蹄咖，并且懸臂梁在那個(gè)點(diǎn)上好像被鉸支固定了。
你看钩骇，如果懸臂梁頂部剛度變化比藻，那么這個(gè)函數(shù)的峰會(huì)發(fā)生遷移铝量。如果梁頂部剛度增加倘屹，峰值會(huì)向上遷移。如圖所示慢叨。
圖3 – 彈簧引起的頻率遷移
但是隨著剛度增加纽匙，系統(tǒng)頻率的遷移會(huì)有一些限制。現(xiàn)在如果我們認(rèn)識(shí)到反共振頻率實(shí)際上是懸臂梁頂部位移為零處的頻率拍谐。那么顯然烛缔，這是梁仿佛在頂部被鉸支固定時(shí)的頻率。如圖4所示轩拨。根據(jù)這個(gè)示意圖践瓷，很容易認(rèn)識(shí)到，無(wú)約束懸臂梁的峰值永遠(yuǎn)不會(huì)遷移超出懸臂梁的反共振頻率亡蓉，因?yàn)楸举|(zhì)上這是頂部施加約束的懸臂梁晕翠，約束條件為鉸支。
圖4 – 約束條件下的zui大頻率遷移
那么綜上所述，很顯然淋肾，當(dāng)在梁的頂部考慮一個(gè)彈簧時(shí)硫麻，懸臂梁的頻率僅能遷移那么多點(diǎn)。更進(jìn)一步講樊卓，通過(guò)觀察無(wú)約束懸臂梁頂部的反共振頻率拿愧，我們實(shí)際上可以確定這個(gè)頻率能遷移多遠(yuǎn)。
我希望這個(gè)討論澄清了這個(gè)謎團(tuán)碌尔，關(guān)于固有頻率沒(méi)有進(jìn)一步變化之前浇辜，為什么它們只能移動(dòng)那么多的謎團(tuán)。為你自己證明這點(diǎn)的好方法是生成一個(gè)簡(jiǎn)單的有限元模型唾戚，并檢查輸出結(jié)果奢赂。如果你有關(guān)于模態(tài)分析的任何其他問(wèn)題，盡管問(wèn)我好了颈走。
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模態(tài)激勵(lì)全新的解決方案-WaveHitMAX自動(dòng)脈沖錘
實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析中必不可少的一環(huán)就是模態(tài)激勵(lì)毕箍，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(dòng)力學(xué)應(yīng)用提供了機(jī)械激勵(lì)的新途徑。智能意味著設(shè)備內(nèi)部處理信號(hào)道盏。模態(tài)錘WaveHitMAX保證了測(cè)試對(duì)象的全自動(dòng)而柑、可重復(fù)和高精度激勵(lì)，而沒(méi)有雙重打擊荷逞。用戶可以根據(jù)不同的阻尼/延遲時(shí)間媒咳，設(shè)置撞擊次數(shù)、沖擊力和撞擊之間的延遲時(shí)間种远。所有的預(yù)置涩澡，如零點(diǎn)或沖擊力搜索，都是由錘子自動(dòng)完成的坠敷。用戶不再需要手動(dòng)調(diào)整妙同。
針對(duì)全自動(dòng)沖擊錘的研制，WaveHitMAX采用包括整個(gè)運(yùn)動(dòng)控制的閉環(huán)控制方法解決了這一問(wèn)題膝迎。
圖1. 用于脈沖錘內(nèi)部運(yùn)動(dòng)控制的傳感器-執(zhí)行器控制回路示意圖
對(duì)新型沖脈沖錘WaveHitMAX的系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行了改進(jìn)粥帚，使傳感器信號(hào)作為運(yùn)動(dòng)控制單元的主要輸入?yún)?shù)。這樣限次，脈沖錘的手臂可以向上移動(dòng)到試件的命中點(diǎn)芒涡，在那里，通過(guò)力傳感器信號(hào)中的特征變化檢測(cè)到接觸事件，手臂的移動(dòng)方向可以反轉(zhuǎn)拖陆。
與半自動(dòng)沖擊錘相比弛槐，WaveHitMAX自動(dòng)脈沖錘具有新的功能。內(nèi)部信號(hào)處理的優(yōu)點(diǎn)有:
? 全自動(dòng)單擊
? 自動(dòng)搜索用戶自定義的沖擊力
? 自動(dòng)零點(diǎn)搜索
? 確認(rèn)對(duì)質(zhì)量保證的影響
? 更改錘頭與測(cè)試對(duì)象之間的位置依啰，無(wú)需重新設(shè)置
WaveHitMAX自動(dòng)模態(tài)力錘可以通過(guò)以太網(wǎng)在Windows設(shè)備(PC或平板電腦)上通過(guò)包含的軟件快速乎串、輕松地操作。
自動(dòng)模態(tài)脈沖錘特點(diǎn)：
? 自動(dòng)零點(diǎn)搜索
? 可重復(fù)的單擊激發(fā)
? 內(nèi)部傳感器評(píng)估和過(guò)程控制
? 自動(dòng)搜索和調(diào)整沖擊力
? 位置的變化是自動(dòng)預(yù)測(cè)的
? 通過(guò)附件配置脈沖特性
? 通過(guò)遠(yuǎn)程控制或集成到客戶系統(tǒng)中來(lái)觸發(fā)功能
? 在德國(guó)設(shè)計(jì)和組裝
? CE認(rèn)證
1.確保單次激發(fā)
雙重撞擊激勵(lì)可以在時(shí)域和頻域檢測(cè)到
2.豐富的配件支持
不同的傳感器-尖端-配重的組合速警。
綜述上文介紹WaveHitMAX - 一款用于全自動(dòng)沖擊測(cè)試的智能脈沖錘叹誉，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(dòng)智能脈沖錘！
如果您對(duì)WaveHitMAX-全自動(dòng)沖擊測(cè)試的智能脈沖錘有興趣闷旧，請(qǐng)?jiān)L問(wèn)上海昊量光電的官方網(wǎng)頁(yè)：
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(guó)制造"的聲音和振動(dòng)測(cè)量和分析創(chuàng)新產(chǎn)品超過(guò)15年长豁。作為應(yīng)用計(jì)算機(jī)科學(xué)促進(jìn)會(huì)（GFai）的100%子公司，它始終以行業(yè)為導(dǎo)向和以應(yīng)用為導(dǎo)向忙灼。
Gfai tech以模塊化和靈活的聲學(xué)攝像機(jī)而聞名匠襟，用于聲源的定位，可視化和分析该园。如今酸舍，該產(chǎn)品組合還包括實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析的創(chuàng)新以及用于監(jiān)測(cè)、分析和評(píng)估聲學(xué)測(cè)量數(shù)據(jù)的完整軟件解決方案里初。我們的測(cè)量解決方案應(yīng)用于汽車啃勉、工業(yè)、空中交通双妨、火車交通和研發(fā)領(lǐng)域的降噪淮阐、錯(cuò)誤檢測(cè)和聲音設(shè)計(jì)。
上海昊量光電作為gfai tech公司在中國(guó)大陸地區(qū)的代理商刁品，為您提供專業(yè)的選型以及技術(shù)服務(wù)泣特。對(duì)于WaveHitMAX-全自動(dòng)沖擊測(cè)試的智能脈沖錘有興趣或者任何問(wèn)題，都?xì)g迎通過(guò)電話哑诊、電子郵件或者微信與我們聯(lián)系群扶。
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