84.模态空间11.12 – 当有双击时,我有时更换锤头来避免它,那样行吗?

MODAL SPACE – IN OUR OWN LITTLE WORLD

模态空间 – 在我们自己的小世界中     Pete Avitabile() KSI科尚仪器 董书伟(译)

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当有双击时,我有时更换锤头来避免它,那样行吗?

我们做些测试来看看这有什么影响?

2014年04月20日 发布 ver1.0

我们之前曾经讨论过双击,但这是一个不同的情形。表面上看,这好像是一种减轻双击的方法,但那样做的结果,可能会有某些影响。所以我们在同一个结构,上次文章中讨论过的结构上做些测试,来看看这有什么影响(绝无双关之意)。

上次我们讨论了力锤的滚降,我们指出滚降本身没有显著地恶化最终的系统模态振型,但是如所预期,测得的频响函数有些变坏。

嗯,在那个最初的测试过程中,我们十分小心以避免任何的双击(用硬点的锤头)。但是我们还是回到那个相同的结构,另外采集一些测量结果,而且设法确保采集的某些测量结果带有双击。并且实际上,我们采集了另外一整套数据,特别确保根据锤击激励得到的每一个频响都施加了双击。

作为参考,单击和双击的典型输入力谱如图1所示。

Dec11-Fig01

图1 – 单击和双击的力谱比较

在整个频率范围内,尽管双击显露出输入力谱的误差,重要的是要注意,在输入谱上没有严重的降落,那是主要关心的问题。作为参考,图2展示了我们测试结构的典型模态振型。

Dec11-Fig02

图2 – 结构的模态振型

现在,我要做的是用硬锤头并且没有双击的这组数据作为参考进行比较,那是此处我们要关心的。在结构可能发生双击的位置上我要采集一些测量结果,用软点的锤头采。(仅仅是为了确保我正确地记录这点,用硬锤头测量了结构外部的10个频响,软锤头测试了内部的10个频响。)

作为对比,来自每种锤头的两个频响如图3和图4所示,分别为硬锤头和软锤头。

Dec11-Fig03

图3 – 硬锤头的典型频响

Dec11-Fig04

图4 – 软锤头的典型频响

现在,进行第1次对比,对参考模态数据和“混合”模态数据计算MAC值,其中有些测量结果是用硬锤头测试的,有些是用软锤头测的;最初的想法是要用软锤头来减少双击。对这种情况MAC值如表1所示。

表1 – 参考试验和混合数据的MAC

84-Dec11-Table01

注意,对于相应的模态,对角项的MAC值在95~99范围之内;
对于这次评估,非对角项不关键,因为在这样有限的数据测点的情况下,空间混叠是主要的困难。

但是根据上次的文章记住,当我们比较所有的硬锤头和软锤头模态试验数据时,模态之间基本上没有差别。那么这里发生了什么?

总的说来,当我们更换力锤上的锤头时,我们在输入谱上有很大的改变,它实质上改变了力锤的校准系数。因为所有的测量结果不是用同一个锤头采集的,相对测量结果的均衡,在某些测量结果上有偏差。这意味着在频响函数的标定上,我们产生了不均衡。所以这直接说明在测试过程中间我们真的不应该更换锤头,否则在采集的频响上会有偏差 – 除非我们进行校准来恢复采集数据上的影响。

现在我们仅把这个再进一步,用另外一组数据。尽管我不是鼓吹用双击数据,我们之前曾经表示过,有时我们可能需要采集带双击的数据,或许那个数据用起来没那么可怕 – 只要我们小心保证所有的数据看起来合理,相干也好现在我要利用这组数据,其中所有的频响是用某种型式的双击进行测量的,但对所有的测量结果,所有的频响是用同一个硬锤头采集的。

现在,在所有测点上计算参考模态数据和带有某种双击的模态数据的MAC值。对这个例子,MAC值如表2所示。现在注意到,对所有对角项,MAC值都在99以上。因此这表明总体上数据实际非常的好,双击情况下采集的频响实际上好于我们试图要减少双击,在结构的一部分点上用软锤头的数据。我猜你从来没有期待那样的结果,但是如果你考虑到双击数据是用某种一致的输入激励采集的,而“混合”数据不是,它是讲得通的。

表2 – 参考试验和双击试验的MAC

Dec11-Table02

我希望这有助于阐明双击或许并没有你曾经猜想的那样糟糕。在试验的过程中更换锤头,不考虑输入力谱上的实际改变,这改变了校准因子,需要考虑。如果你有关于模态分析的任何其他问题,尽管问我好了。

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