模態測試中，當力譜衰減超過20dB，頻響能否接愛？【轉發】

2017-03-19  by:CAE仿真在線  來源:互聯網

Peter Avitabile著,董書偉

有人告訴我,當輸入譜具有超過20dB的衰減時,頻響不可接受。我們討論一下這個問題并考慮一些難點所在。

嗯,對很多人來說這是一個非常棘手的話題。我記得早前時候有人聲稱在輸入譜上不能有超過1dB的衰減。嗯,這是一個非常苛刻的標準,而實際上這激起了感興趣頻帶之外的很多模態,且可能造成加速度計飽和,使得測量結果質量不好。

現在讓我們了解在模態試驗中為什么還要制訂規則來遵守。可能很多時候有些試驗我們想要提供某些指導,關于進行試驗的一些典型方法。這是為了有利于我們進行測試,但在某些試驗情況下這可能不是特別有用。

但問題是某些這類“建議規則”被解釋為一成不變,宛如十誡。另外這些“建議規則”制訂的時間可能要追溯到20或更多年之前,當時儀器設備不像今天的這樣好,其時,12位采集系統非常普遍。但是在有更好的設備以及24位采集系統普遍使用的情況下,今天這些規則可能不再迫切需要了。

所以盡管我認為“建議做法”顯然是需要的,但同時也認為我們需要認識到它們是建議的,并且我們需要明白如何解釋測量結果是否有用。

為了說明這個問題,用錘擊激勵技術測試了一個簡單的平板結構。做了兩個試驗。一個試驗是用硬點的錘頭,在整個感興趣頻率范圍內輸入譜具有10dB的衰減。第2個試驗是用軟點的錘頭,具有30~35dB的衰減 – 在前1/3頻譜范圍內大約衰減10dB,接下來的1/3頻譜范圍內大約衰減25dB,后1/3頻譜范圍內繼續衰減。圖1中顯示了硬錘頭和軟錘頭的輸入力譜。

圖1 硬錘頭和軟錘頭的力譜比較

用硬錘頭的模態試驗驅動點頻響顯示在圖2中,用軟錘頭的驅動點頻響顯示在圖3中?，F在顯然用硬錘頭的頻響總體更好些,這由相干所佐證。軟錘頭的頻響中有一件事情要注意,在頻響總體上在高頻范圍內的測量結果顯示出了某些差異,而且相干在高頻范圍內稍微變差。

圖2 硬錘頭的頻響和相干

圖3 軟錘頭的頻響和相干

現在我們必須問自己究竟為什么要進行測量和模態試驗。有時為了非常特殊的應用,進行試驗得到質量非常高的測量結果。但有時為了對結構的一般特征振型有個常規的理解,進行測量,或許沒有必要具有相同的高質量,如同某些我們要做的其他試驗那般。

把它想象成如同為房屋建筑項目購買木材。對整個項目,我們并不總是需要沒有節疤的木材。有時對于要實施的項目差等質量的木材業已足夠。

現在我向來總是希望得到高質量的測量結果,但有時那么做所花的費用將使得試驗離譜的貴。那么我們來看一看這些測量結果是怎樣的好或壞?從兩組測量結果來估計模態參數。作為參考一般模態振型如圖4所示。對于兩組模態振型同樣計算了MAC值,如表1所示。

圖4 結構模態振型

表1 兩次模態試驗測試的MAC

現在從兩次試驗得到的模態振型看起來基本相同。那么對于結構模態振型的簡單評估來說,這個頻響測量結果像是足夠了。

現在我沒有鼓吹可以接受這類輸入力譜的衰減,但有時從數據中依然可以得到有用的信息。所以盡管我們有“建議規則”,并不一定意味著數據沒有用。但對于如何采集數據、如何解釋結果,我們確實需要小心。

我希望這有助于解釋清楚,有時我們有“建議規則”但有時我們依然能夠利用信息,超出一般有效數據可接受范圍之外的信息。如果你有關于模態分析的任何其他問題,盡管問我好了。

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