MODAL SPACE – IN OUR OWN LITTLE WORLD
模态空间 – 在我们自己的小世界中 Pete Avitabile(著) KSI科尚仪器 董书伟（译）
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。
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。
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。
图3 – 硬锤头的典型频响
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
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
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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延伸阅读[new]： 《振动：解析与试验模态分析》辛辛那提大学教授Randall J. Allemang博士 编著 KSI科尚仪器 董书伟 翻译…