MODAL SPACE – IN OUR OWN LITTLE WORLD
模态空间 – 在我们自己的小世界中 Peter Avitabile(著) KSI科尚仪器 董书伟（译）
真的有必要舍弃双击吗？它们真有问题吗？
那我们讨论一下这个问题
2014年01月24日
我知道很多人会说双击完全不可以接受。对于模态测试采集锤击数据，它不是最优条件。但是在某些条件下，接受双击测量结果或许是说得过去的。我们讨论一下当双击发生时可能引起的这个问题，并讲一下怎样确定测量结果可以接受与否。
首先，我要说我希望不惜一切代价来避免双击的测量结果。它不是所期的情形但有时不可避免。真正要关心的应该是频响测量结果的恰当性，它才是真正的决定因素。就在不久前我接触到一次模态试验，其中有双击测量结果的问题。参与试验的工程师立场坚定，任何双击测量结果都不可接受。（事实上，在这个问题上，工程师对其立场还引经据典。）当问到为何双击不可接受时，试验工程师评论性地回应道，任何一个合格的试验工程师都知道双击测量结果不可接受！这是个好建议，但是工程师真的不理解在这种测量情况下什么才是限制因素；他只知道不能接受测量结果。当然如果测量结果不够好，诚如相干和糟糕的输入力谱所佐证的那样，那么双击测量结果或许真的不可接受。
不幸的是，因为双击有问题，工程师就选取一个避免双击的测量位置，但最终得到了整体异常糟糕的测量结果。测得的频响比双击得到的测量结果更为糟糕。为了阐明一些关键因素，我们来观察某些采集的测量结果，并解释面对这个易出问题的测量情况时的问题、缺陷和注意事项。
尽管没有展示被测的实际结构，但图1所示的示意图可以简单地描述这个系统。测试过程中，悬臂的类板结构非常容易响应，易于双击。考虑两个测点位置 — 悬臂的头部，这里很容易发生双击；板上靠近悬臂的根部，这里可以避免双击。（注意，在所有的频谱图上，用了100dB动态范围的dB对数刻度画出输入谱和频响函数；为了便于解释，相干按照0～1的范围画到频率测量结果的上面）。
工程师想要避免这个“双击位置”，标识了一个“建议点”，这里观察不到双击。“建议点”的测量结果（锤击时域波形，输入力谱，频响函数和相干）如图2所示。
首先观察到的是锤击和力谱看上去很好。力脉冲包含一个脉冲，得到的频谱在整个频率范围内相当平坦，在整个频率范围内不到10dB的滚降。
得到的频响函数和相干也呈现在同一张图上。总体讲，频响函数不是特别好，这由频谱上很多频率位置上的糟糕相干所佐证。注意到低频部分相干很差，好像有2个峰没有很好地激发起来，像是淹没在测量噪声里。
显然这里没有双击，但是我感觉测量结果很糟糕 — 并且大多数人会同意这不是一个很好的频响测量结果。事实上，工程师试图为这类糟糕测量结果进行辩护，声称这个结构很复杂，有很多螺栓，并且可能具有非线性行为。（我希望每次听到这类说辞我可以得到一美元！非线性、螺栓和阻尼 — 啊，我的上帝啊！）。
现在我们来考虑双击实际上是多次连击的测量结果。现在很明显这个测量结果在输入力激励上具有多次冲击。输入谱不平坦，在频谱范围内带有某种程度的变化。整个频谱上实际变化在20～25dB之间。当然，我同意我要避免此类特别的测量结果，但是实际上频响测量结果和相干却很好。
频响函数相当不错，测量结果中的峰非常明确，特别是在低频范围内（之前这些峰没有很好地测量出来，被噪声所污染）。在更高频率范围内也有两个额外的峰，在之前的测量结果中也没有观察到。实际上，如果我没有展现出关于双击的乱糟糟的所有东西，而只是展示频响函数和相干，那么大多数人会接受这个测量结果，而毫无疑问。（同样也可以讲，如果只展示频响函数和相干，之前的测量结果也不能认为是可以接受的）。
那么我们需要关心什么东西？如果输入谱在特定频率上有显著的降落，那么测量结果或许不恰当。但是在我们下任何结论之前，需要考察和评估输入力谱、频响函数和相干。我们不能下一个干巴巴的结论，不可以接受双击测量结果。
我同意为了安全我要不惜一切代价避免双击 — 但是我们必须意识到如果输入力谱、频响函数和相干通通可以接受的话，双击本身并非必然是个问题。
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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