在本文案例中，棒球棒的模態參數是通過模態實驗分析得到的。使用兩個單軸加速度計和一個力錘進行錘擊試驗。巡回激勵法避免了巡回響應過程中可能引入的質量附加效應。力錘錘頭選擇硬金屬頭，以激發更高頻率的模態。EDM Model軟件中的錘擊法測試模塊用于此試驗。

圖1 棒球棒錘擊法模態試驗

為了獲得良好的模態振型空間分辨率，將棒球棒模型均勻劃分成168個測點的幾何網格。用橡皮繩懸掛棒球棒來模擬自由-自由的邊界條件(如實驗裝置所示)。單軸加速度計固定在兩個測點上，模態沖擊錘在所有測點上移動。測量激振力和徑向響應加速度，得到面外模態振型。

圖2 棒球棒幾何模型

采樣速率設置為8kHz，塊大小設置為8192，以確保響應自然衰減，不需要加窗。通過這兩個設置，能得到0.976 Hz的頻率分辨率。每個測量自由度上對3幀數據進行線性平均，可以獲得更高精度和降噪后的測量結果。

錘擊激勵能夠激發3.5 kHz頻率范圍內的響應。采用這種設置，就不會產生頻譜泄漏，可以選擇一個均勻窗。

圖3 ?棒球棒錘擊法測量

相干圖驗證了測量結果，上圖的相干圖表明測量結構很好。相干圖的谷值出現在反共振頻率處，說明在對應頻率處的響應水平相對較低。總的來說，輸入和輸出在分析頻率范圍內是相關的。

頻響函數顯示，在分析頻率內，能很好地識別出共振峰。排列良好的峰表明結果中不存在質量附加效應。

圖4 模態數據選擇選項卡顯示重疊的頻響函數曲線

頻段選擇選項卡顯示復模態指示函數(CMIF)和用于指示固有頻率峰值的求和頻響函數。采用Poly-X算法對頻響進行曲線擬合，得到分析頻率范圍內的柔性模態。

圖5 測量FRF的頻段選擇

下面的截圖顯示了與穩定的物理極點相關的棒球棒的彎曲和扭轉模態。

圖6 彎曲和扭轉模態

這些結果說明了使用EDM Modal軟件對小型復雜結構進行復雜模態試驗的可靠性和效率。

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本文描述了對加工設備進行實驗模態分析獲得模態特征的案例。使用兩個三軸加速度計進行了錘擊試驗，研究了試驗裝置的模態特性。巡回響應法獲得FRF矩陣的一列。由于加工設備較大，選用大力錘以提供足夠的激勵。使用EDM?Modal軟件的錘擊法測試模塊執行該試驗。

圖1 ?加工設備的錘擊法模態實驗

將加工設備的三維幾何模型粗糙地劃分成28個節點均勻分布的網格。將加工設備安裝在其工作條件下進行模態實驗。三軸加速度計巡回通過不同的測點，大力錘在一個固定的參考點激勵結構。測量X、Y、Z三個方向的激振力和響應加速度，分析獲得三維模態振型。

圖2 加工設備三維幾何模型

由于結構的固有頻率較低，因此采樣率設置為200Hz，塊大小設置為4096，以確保響應自然衰減，不需要施加窗函數。使用這種設置，可以獲得精細到0.05Hz的頻率分辨率。每個測量自由度上對3幀數據進行線性平均，可以獲得更高精度和降噪后的測量結果。

錘擊激勵能夠激發100Hz頻率范圍內的響應。采用這種設置，就不會產生頻譜泄漏，可以選擇一個均勻窗。

圖3 ?加工設備錘擊法測量

頻響測量顯示在分析頻率范圍內的共振峰。頻響重疊表明峰值排列良好。由于傳感器體積小，重量明顯小于加工設備，因此質量附加效應極小。

圖4 模態數據選擇選項卡顯示重疊的頻響

采用Poly-X法對頻響函數進行曲線擬合，得到如下穩定性圖。在所需的頻率范圍內選擇柔性模態。多變量模態指示函數(MMIF)用于指示固有頻率上的谷值。

圖5 柔性模態的穩態圖

Auto-MAC矩陣幫助用戶驗證結果。下面的Auto-MAC矩陣表明，振型之間是正交的(低非對角元素)，并且是唯一的(高對角元素)。一些非對角元素偏高，表明該結構模態試驗的空間分辨率較低。采用更多的測點進行模態測試，可以得到更好的MAC矩陣。

圖6 加工設備錘擊法模態試驗 Auto-MAC圖

下圖顯示了與穩定物理極點相關的一些振型的動畫。

圖7 加工設備柔性模態振型

結果表明，晶鉆儀器公司的EDM模態軟件能夠有效地應用在大型復雜結構的復雜模態試驗上。

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終結者、機械戰警、機械威龍以及機動戰士高達（霧）等系列影視作品在1980~1990年代初的熱播，“機器人戰斗”這一概念在民眾中初步建立，并引發討論的熱情。1992年，腦洞大開的工程師Marc Thorpe在設計遙控真空吸塵器的失敗過程中，萌生了“以現有科技水平制作格斗機器人舉辦格斗大會”的念頭。在數次失敗的嘗試后，1994年初Marc最終成功吸引了資本的注意，在三蕃市舉辦了第一屆Robot Wars，并于媒體投放大量廣告，利用“機器人”熱潮吸引觀眾。

可惜的是，被雜志、報紙上大量經Photoshop加工的海報吸引而至、不明真相的群眾卻感受到了深深的欺騙。。。

宣傳的時候是這樣的

這樣的

甚至這樣的

觀眾的期待是這樣的

這樣的

甚至這樣的

可現實中的參賽選手是，這樣的

這樣的

以及這樣的

。。。。。。。。。。

機器人的攻擊手段基本是這樣的

戰斗場景基本是這樣的

。。。。。。。。。。。

好在，第一屆比賽的舉辦起到了足夠的宣傳作用，盡管比賽本身不如人們期待般激烈精彩，但這一點同樣激起了很多觀眾參與其中的欲望。“哎呀媽呀，這樣的也能上啊？那我也能上。”。于是乎，《機器人大擂臺》這個比賽節目就一屆一屆的舉辦下去，直到現在。

以上內容來自知乎，如果侵犯您的版權，。。。。

調侃完畢，下面進入今日主題《對戰斗機器人的模態分析》。

對機器人的模態分析

此實驗是晶鉆儀器, PCB group 和ICEWAVE聯手在晶鉆儀器總部完成的。晶鉆儀器提供了基于Spider-80X的EDM Modal 模態分析系統；PCB group提供了力錘，加速度傳感器，等設備。三方人員協同工作，順利完成了所有設想的實驗。 

圖0 戰斗機器人ICEWAVE battlebot

在機器人競賽中，獲勝者試圖通過造成傷害或破壞關鍵部件來摧毀對手。在設計研發過程中，工程師通過模態試驗獲得機器人的固有頻率、阻尼和模態振型，幫助識別結構中的薄弱環節。因此，模態分析獲得機器人的模態參數，對機器人的設計和性能優化具有重要意義。

錘擊法模態試驗，采用力錘和單軸加速度傳感器。由力錘激勵的脈沖具有很寬的頻率范圍。為避免巡回響應法產生的質量附加效應，采用巡回激勵法進行模態試驗。

使用Spider-80X硬件和最新版EDM 10.0 模態軟件進行錘擊法模態試驗。

圖1 機器人模態錘擊試驗

將槳葉模型劃分成30個節點均勻分布的網格，以獲得良好的模態振型空間分辨率。使用彈性繩懸掛機器人，模擬自由-自由邊界條件（如上圖所示）。用金屬錘頭的力巡回敲擊每個測量點，使用粘貼在測點上的單軸加速度傳感器捕捉沖擊激勵的響應。測量垂直槳葉方向上的激勵和響應有助于獲得面外模態振型。

圖2 機器人幾何模型

我們對機器人結構3.5kHz頻率范圍內的模態感興趣，因此設置采樣率為8kHz，塊大小為8192，從而得到0.9765Hz的精細頻率分辨率。每個測量自由度上對3幀數據進行線性平均，可以獲得更高精度和降噪后的測量結果。

使用金屬錘頭的力錘容易激發3.5kHz頻率范圍的脈沖。使用較大的塊大小能確保響應自然衰減，而無需引入力-指數窗函數。這種塊大小的另一個優勢是可以獲得更精細的頻率分辨率。通過這些設置，不會產生頻譜泄露，可以使用均勻窗函數。

圖3 機器人錘擊激勵測量

相干圖可用于驗證測量結果，從上圖的相干圖可以看出測量結果不錯。相干圖的谷值出現在反共振頻率處，說明在對應頻率處的響應水平相對較低。總體來說，輸入和輸出在分析頻率范圍內是相關的。

從模態數據選擇選項卡中可以看到，測量頻響信號的激勵和響應自由度可以相互自由切換。

頻響曲線顯示在3.5kHz分析頻率范圍內有良好的峰。將30個實測頻響疊加，可以識別出幾階模態振型。峰重疊良好說明測量結果較好，沒有產生質量附加效應。

圖4 模態數據選項卡顯示疊加后FRF的幅值和相位

復模態指示函數(CMIF)用于指示分析頻率范圍內的模態。此外，還可以通過求和頻響函數來識別模態。采用新的Poly-X算法對頻響函數進行曲線擬合，得到如下穩定性圖。在所需的頻率范圍內選擇六階柔性模態。

圖5 在分析頻率范圍內通過模態指示函數定位和識別模態

選取穩態極點，得到感興趣模態的固有頻率和阻尼比。通過殘差計算獲得與每階模態相關聯的模態振型。

圖 6   40 Hz 時機器人的一階彎曲模態

圖 7   345 Hz 時機器人的一階扭轉模態

圖 8  509 Hz 時機器人的高階彎曲模態

圖9  2004Hz時機器人的彎曲和扭轉模態綜合

通過快速掃描測量頻響數據集，可以將機器人在每個頻率的變形可視化。通過這些頻譜數據，我們知道各階模態是解耦的，因此可以使用ODS功能分析和研究在這些不同頻率上的工作變形和擾度。

圖10 機器人的頻域ODS

首先感謝您的不離不棄，用極大的耐心將該篇文章閱讀完。

模態實驗進行了一下午，就順利的結束了，我們也滿意的拿到了ICEWAVE battlebot模態參數，驗證了其戰斗的可靠性，并根據模態數據給予專業的技術評估和建議，改善其力學特性，以便能發揮最大的破壞力及抗擊打能力。

實驗最后，ICEWAVE battlebot給實驗現場的人來了一場真人秀，并當場砸碎了幾個機器人以及周圍的垃圾桶，因為保密的原因我們無法將現場的圖片和視頻發給各位欣賞，但是ICEWAVE battlebot 將會在電視《探索》頻道（Discovery Channel）上出現，我們期待大賽中，它能夠取得優異的成績。屆時我們會發送相關的表演給大家分享。

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四個用于激勵飛機的模態激振器被安裝在不同的位置。創建飛機線框模型，根據EDM Modal軟件中創建的網格，在測量點上安裝100個加速度傳感器。相應配置力傳感器和加速度傳感器的輸入通道參數。

圖?1?根據飛機的測量網格配置和映射輸入通道

幾種輸出激勵類型（如隨機、正弦等），可以用于多輸入多輸出(MIMO)模態測試。在這個案例中，用戶使用突發隨機激勵，并定義輸出的持續時間，避免對測量數據加窗處理。

圖?2?GVT使用四個模態激振器時突發隨機輸出設置

通過分析單次運行的時域和頻域圖，以觀察單次GVT模態測試的數據質量。

圖 3 飛機裝配體GVT模態試驗時域和頻域圖

利用時域多參考LSCE (PTD)或頻域p-LSCF (Poly-X)算法對多參考FRF數據集進行曲線擬合。穩定性圖的頻率和阻尼公差可由用戶輸入。在本例中，用戶使用快速有效的Poly-X算法提取模態參數。

圖 4 GVT模態試驗使用時域方法獲得的穩態圖

圖 5 GVT模態試驗使用頻域方法獲得的穩態圖

上述結果展示了高通道Spider-80M硬件和EDM模態軟件在復雜飛機結構GVT模態試驗中發揮的作用。

結論

通過地面振動試驗（GVT）來觀察飛機的顫振，保證飛機在試飛前通過安全認證。試驗結果也可用于驗證和修正有限元仿真結果。因此，GVT是飛機開發周期中非常重要的部分。由晶鉆儀器公司開發的高通道系統在處理大型試驗測試時具有良好的同步性、動態范圍和準確性。通過EDM模態軟件，可以非常直觀地查看飛機裝配體在各種復雜工況下的幾何模型，可以方便地進行大量數據測量和后處理。通過GVT得到飛機的固有頻率、阻尼比和振型，進一步用于優化設計和降低顫振，使飛行更安全、更高效。

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早在2016年，美國晶鉆公司的Spider-80X設備（多通道動態數據采集系統）就被NASA選用于測試詹姆斯韋伯空間望遠鏡的動態特性。直至今天，我們終于迎來了期待已久的發射，有幸見證這一偉大歷史的事件，更期待未來它觀測到的宇宙圖像。

詹姆斯韋伯空間望遠鏡裝備了一個分段直徑為6.5米的主鏡將置于太陽和地球之間的第二拉格朗日點上，而不是像哈勃望遠鏡一樣繞地球轉動。詹姆斯韋伯空間望遠鏡將用一個巨型擋光板阻擋射到鏡片和四個科學儀器上的陽光使得它們可以保持低于-220攝氏度的低溫工作環境。

Spider-80X在詹姆斯韋伯空間望遠鏡無數復雜的測試中占據了一個關鍵的位置，用于測試詹姆斯韋伯空間望遠鏡的動態特性，它的測試結果將有助于保證將來詹姆斯韋伯空間望遠鏡正常工作。

Spider-80X主要用于采集詹姆斯韋伯空間望遠鏡通過信號處理器的低溫加速計數據和各項振動數據。Spider-80X高達150分貝的動態范圍和超高精度的前端設計，以及102.4kHz的超高采樣率尤為受到NASA的詹姆斯韋伯空間望遠鏡項目的青睞。

為了操作詹姆斯韋伯空間望遠鏡的低溫真空測試，NASA翻新了位于約翰遜航天中心的阿波羅時代的一個超大的真空室。該真空室可能在美國是唯一足夠大到可以適合詹姆斯韋伯空間望遠鏡的尺寸。一個大型的潔凈間加在真空室邊上并作為該真空室的一部分，你會看見著名的“探路者號”，即望遠鏡的承重部分，被安置在潔凈間中靠近門的位置上。當然，所有的測試設備都是嶄新的。

所有的設備包括Spider-80X和加速度傳感器線纜從真空室的特制穿透板上伸出來并連接到不同的地方，當然也包括操作人員所在地方。

Spider-80X左邊的盒子是一個特制的Kistler信號調理器用于配合低溫加速度傳感器的使用。加速計通過真空室的穿透板連接到Kistler的盒子上再用黑色的BNC線纜連接到Spider-80X。以上是Spider-80X用于詹姆斯韋伯空間望遠鏡測試時的一個實際操作部分。

下面是一個對詹姆斯韋伯空間望遠鏡復合背板和探路者號的一個很好的概述。http://jwst.nasa.gov/backplane.html

下圖是在約翰遜航天中心的超大低溫真空室前的探路者號照片。https://www.flickr.com/photos/nasawebbtelescope/16710825167/in/album-72157629134274763/

下面是另一篇文章和一些精彩的圖片。http://www.nasa.gov/feature/goddard/nasas-webb-pathfinder-telescope-successfully-completes-first-super-cold-optical-test。這篇文章講述了第一次測試（我們稱為OGSE1）的情況，但是圖片卻是第二次測試的（OGSE2）。操作者在OGSE2中和OGSE2之后都用到了Spider-80X系統來獲取低溫真空室的振動數據。 簡單來說，詹姆斯韋伯空間望遠鏡對空間穩定性要求極其高，任何外部微小的振動都可能產生對詹姆斯韋伯空間望遠鏡的不良影響導致觀察不準確。Spider-80X很好的幫助了我們排除的這個潛在的影響，因為非常細微的振動影響都可以被Spider-80X檢測出來，Spider-80X的這種超高動態范圍的特性在工業界是相當獨特的。在OGSE2期間，探路者號上能夠顯現過多的不必要的振動，因此我們同時又用了另一套Sider-80X系統來檢測。通過檢測出來的振動，我們調整并消除了振動源使得詹姆斯韋伯空間望遠鏡可以正常的工作。

Spider-80X主要設計用于數據采集，振動控制，和機器監測。每個設備模塊前端都有8個模擬通道，通過24位的高精度的雙ADC將數據送入設備進行分析和計算。多個模塊可以方便地進行級聯擴展至512個通道。設備之間以及和PC端都是用以太網連接來最大限度的減小噪聲和電子干擾，并方便用戶進行遠程操控。史無前例的150dBFS動態范圍使得Spider-80X可以捕捉到小至600nV和大至20V的信號。該超高動態范圍的實現歸功于一項獲得美國專利的雙ADC設計。在多模塊的系統中，精確的時間同步使得整個測量系統的各個通道之間的相位差極小。大容量的內部和外部存儲系統設計保證可靠地記錄原始時間信號。

Spider-80Xi的64通道配置和Spider-80X單個模塊前端與后端設計

杭州銳達數字技術有限公司是美國晶鉆儀器公司駐中國代表處與技術支持與產品維護中心，是機械狀態監測、振動噪聲測試、動態信號分析、動態數據采集、動態測量等領域的供應商，提供手持一體化動態信號分析系統、多通道網絡化動態數據采集系統、分布式振動控制系統和遠程振動測試系統等。

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試驗對象

試驗以某型號列車剎車盤作為試驗對象，研究分析其模態參數與振型。測試件如下圖所示

試驗器材與軟件

模態測量系統包含了傳感器，采集設備，輔助工具等。模態分析系統包含了相應的分析軟件。

試驗使用的采集設備是美國晶鉆公司（Crystal Instruments）出品的Spider-80Xi。Spider-80Xi是一款經典的模塊化采集設備，擁有8個輸入通道，并可以擴展。每個通道具有高達256KHz的采樣率。其雙24位AD技術通過了美國專利，提供了高精度與高動態范圍。

在模態試驗中，模態分析軟件使用的是采集設備配套的美國晶鉆公司的EDM Modal。不僅可以進行多種模態試驗方法的數據采集，也具備實時分析的功能，使得模態試驗的采集與分析過程完全打通。EDM Modal包含了采集，建模，參數提取等模塊，支持Poly-X算法。

用于力錘法激勵的力錘，選用的是美國PCB公司的086C03，該型號適用于激勵中大型機械與部件，其靈敏度為2.25mv/N。

用于采集的加速度傳感器，選用的是美國PCB公司的壓電型單軸傳感器，型號為333B30，靈敏度為100mv/g。傳感器線使用的是長15m的專用屏蔽線

試驗方案

采用行車吊鉤將剎車盤吊起，處于自然懸空狀態。

設置48個測點，前后各24個，分布于盤外側與內測。

按實體進行簡化，建模為夾心造型，前后盤為圓環，中間盤的中心向前后突起。

測試參數設置為：頻率范圍 3.5kHz，線數3600，不加窗，三次平均。保證激勵信號與響應信號完整。

選擇金屬錘頭，加質量塊，力譜在測量范圍內衰減程度可以接受。

采用力錘巡回法，力錘遍歷所有測點，各敲擊三次，敲擊力范圍在1200~2000N內。選擇四個測點布置傳感器，使得一次采集試驗可獲得四組獨立數據，避免單一測點漏階。傳遞函數顯示在分析范圍內，四組測點的結果具有相同的趨勢與峰值點，參數與方法有效。

試驗結果分析

由于分析頻率范圍較寬，力錘激振效果在低頻與高頻區域仍有差異。同時為了分析方便，減少參數提取時的計算量，將分析范圍分為50~1500Hz低頻區，與1500Hz~3000Hz高頻區。下面是選取部分階次做出的模態振型效果圖。

分析與改進

從識別的情況來看，試驗基本滿足要求且數據之間相互印證，在低頻區域的識別效果非常好。

采集過程中力譜與頻響信號的質量較好，不過從相干性來看，如換用更大型號的力錘，應該可以獲取更好的信號，在高頻區域1700Hz~2600Hz內的頻響可以得到部分改善。

剎車盤本身以及吊裝都可能存在一定程度的質量不對中，也會對結果造成影響。

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本文通過模態試驗分析研究了高鐵列車車輪的模態特性。車輪振動影響輪軌相互作用的動力學特性。了解這些振動特性將有助于減輕高速行駛時的振動和噪聲。在行駛或制動操作過程中可能存在一定的激勵頻率，從而引起共振現象，潛在地影響乘客的安全性和舒適性。因此，車輪的模態分析對減輕令人不適的振動和噪聲具有重要意義。

圖1?高鐵列車車輪模態錘擊試驗

利用力錘和4個三軸傳感器進行了錘擊試驗，獲得了高鐵列車車輪的振動特性。用力錘敲擊激發的短脈沖頻率范圍很廣。力錘法試驗的另一個優點是過程快速且容易的設置。采用巡回激勵方法進行模態試驗，以避免巡回響應測量引起的質量附加效應。

采用Spider-80Xi動態測試系統搭配最新的EDM?9.1版本的模態軟件EDM-Modal進行錘擊模態測試。

108個測點在高鐵列車車輪上呈徑向和周向分布，以獲得良好的振型空間分辨率。使用一根柔軟的繩索懸掛高鐵列車車輪，以模擬自由-自由邊界條件(如實驗設置所示)。用帶金屬錘頭的力錘巡回遍歷各個測點。通過放置相應的4個三軸加速度計來采集錘擊激勵的響應。在垂直方向(“Z”)測量激勵和響應有助于獲得“平面外”模態振型。

圖2?高鐵列車車輪幾何模型

這個模態測試對于結構的前9個模態感興趣，因此設置了12.8 kHz的采樣率。選擇塊大小為8192。使用這些配置設置可以獲得1.5625 Hz的頻率分辨率。通過在每個測量自由度上線性平均4幀數據，可以獲得精度較高和噪聲較低的測量結果。

力錘的金屬錘頭可以激發激發高達5.5 kHz頻率范圍的模態。塊大小較大有助于確保結構響應的自然衰減，而無需引入力指數窗。這種塊大小的另一個好處是可以獲得更精細的頻率分辨率。通過這種設置，不會有泄漏，并且可以選擇一個均勻窗。

圖3?高鐵列車車輪的錘擊測量

相干圖有助于用戶驗證測量結果，從前面的截圖來看，測量效果不錯。相干圖中的谷出現在反共振頻率處，這表明相應頻率下的響應水平相對較低。所以總的來說，輸入和輸出在理想的頻率范圍內具有很好的相關性。

在巡回激勵測試過程中，激勵和被測頻響信號的響應自由度自動切換。這可以從模態數據選擇選項卡觀察到。

頻響測量在0-2000hz頻段顯示有較好主峰。將測得的平面外頻響(Z)重疊，可以識別出若干模態。這些峰排列良好，表明測量結果良好，沒有產生質量附加效應。

圖4 模態數據選擇選項卡顯示所有重疊頻響的幅值和相位

復模指示函數(CMIF)用于定位分析頻率范圍內的模態。此外，還可以通過觀察求和頻響函數（?summed FRF）來識別模態。采用新的Poly-X方法對頻響函數進行曲線擬合，得到如下的穩態圖。在分析頻率范圍內選擇六種模態。

圖5?模態指示函數用于定位和識別分析頻率范圍內的模態

選取穩定極點(穩定頻率和穩定阻尼)，得到感興趣模態的固有頻率和阻尼比。

圖6?確定極點的穩態圖

留數計算得到與每個模態相關的模態振型。

Auto-MAC矩陣幫助用戶驗證結果。下面的Auto-MAC矩陣向用戶顯示各階模態彼此正交(低非對角元素)，并且是唯一標識的(高對角元素)。

圖7?Auto-MAC 矩陣用于驗證模態

下面是高鐵列車車輪在499.049赫茲時的第一種彎曲模態。

圖8??499 Hz的一階彎曲模態

在708.342 Hz時，子彈頭列車車輪的扭轉振動在712.675 Hz時發生90度位移。

下面的模態顯示高鐵列車車輪在708.342Hz發生扭轉振動，并且在712.675Hz扭轉振動角度旋轉90度。

下面的模態是高鐵列車車輪的2階彎曲模態，展示了在1Hz頻率內振型旋轉45度。

這次試驗還識別出結構的徑向模態。下圖顯示了高鐵列車車輪的徑向振動運動，以及它如何在2hz頻率內旋轉45度。

這次試驗還識別到高鐵列車輪轂內段的彎曲運動。高鐵列車車輪內段的二階彎曲振型也發生了90度的旋轉。

模態分析結果表明了EDM Model在工業結構中的實際應用。結果展示了spider 80xi DAQ系統的優勢和EDM模態軟件在復雜結構上執行復雜模態測試的效率。

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振動、應力應變、溫濕度、充放電裝置、CANBus等綜合測試結構圖

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晶鉆儀器THV三綜合系統搭配蘇試振動臺及溫濕度箱，對溫度，濕度和振動施以高精度的同步控制用以模擬真實的物理環境。它提供了完整的用戶界面，可以顯示溫濕度、報警、運行狀態，監測CAN總線信息。也可以聯動環境箱，手動執行程序運行、定值運行、暫停、繼續、開關等操作。能很方便地設定所有參數，測試計劃和測試選項。常用振動測試系統，例如隨機，正弦，沖擊，隨機加正弦，隨機加隨機等，可以和周期性的溫濕度控制同步進行。

電池CAN?Bus+充放電+溫濕度+振動測試?主界面

晶鉆儀器THV三綜合系統提供CAN總線接口，監測CAN總線信息的同時進行振動和環境的綜合測試。能夠設置CAN信號的閾值，可以設置低、高警告，低、高終止，或者設置指定值報警或者終止。設置事件觸發規則，我們可以指定CAN警告、終止執行什么操作。比如電池包在試驗中，需要自動充放電，我們可以設置低警告執行充電，高警告執行放電操作。終止則可以設置暫停或停止測試。

相關公司簡介

國家動力電池創新中心是以國聯汽車動力電池研究院有限責任公司為核心所建立的我國第一家制造業創新中心，外延構建了中國汽車動力電池產業創新聯盟，聯合了動力電池研發機構、生產企業、整車企業和社會資本等14家股東單位和170余家聯盟成員單位。致力于解決動力電池關鍵材料、單體電池、電池模塊和電池系統設計、制造及驗證的關鍵技術問題。

國家動力電池創新中心檢測試驗中心建設動力電池關鍵材料、單體電池、電池模塊和電池系統的測試能力。檢測試驗中心統籌設計仿真、試驗驗證、檢測分析等工具和方法，著力于建設動力電池功能特性、耐久性、環境適應性、安全可靠性等技術標準體系，提供設計驗證、產品檢測和風險評估等方面服務。

蘇試試驗集團是一家國內領先、國際知名的環境與可靠性試驗設備和試驗服務及解決方案提供商。主要產品有力學環境試驗設備、氣候環境試驗設備等，用來模擬振動、沖擊、跌落、溫度、濕度等力學、氣候及綜合環境條件，以考核工業產品的質量可靠性。

晶鉆儀器(CI)是一家活躍在嵌入式系統開發、測試儀器、數字信號處理技術的高技術公司，主要提供精確地模擬電動汽車環境測試整體和集成、振動噪聲信號采集分析、環境可靠性測試、模態測試相關解決方案，并提供電池狀態監測和自動確保測試的安全性，避免測試人員連續監測。

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葉片控制測試的難點

葉片具有高Q值的特點，峰值更尖銳，控制不容易穩定；

掃頻與駐留量級有所差別，駐留信息需要調整；

疲勞相應非線性，試驗后期不易控制。

葉片疲勞測試概述

標準：HB 5277-1984葉片及材料振動疲勞試驗方法；

設備：應變片，傳感器，晶鉆儀器控制儀，振動臺；

測試范圍：葉片材料試驗件，壓氣機葉片，渦輪葉片；

結果：疲勞曲線，疲勞強度，循環次數，頻率表。

葉片疲勞測試測量方法

1、掃頻控制

支持多物理量掃頻控制，如：臺面加速度作控制，葉尖位移作監測

2、掃頻跟蹤

葉片測試時共振點隨著材料疲勞而移動，為了使測試有效，測試頻率也需要移動，正弦共振搜索與駐留（RSTD）就不能滿足測試需求。所以EDM振動控制軟件對共振現象的跟蹤，是靠跟蹤幅值或相位實現的。

3、AF控制

AF定義為葉尖振幅與固有頻率的乘積，AF控制的控制通道是位移（對控制器來說，依然是位移控制），AF控制的目標譜是AF譜，AF譜是平直譜的時候，等效的位移譜為斜線譜，著意味著隨著共振頻率的降低，葉尖的控制位移逐步增加，從而使整個駐留過程符合疲勞工況的假設。

總結

晶鉆儀器采用HB 5277-1984 葉片及材料振動疲勞試驗方法標準，結合應變片、傳感器、控制器及振動臺
等對葉片材料試驗件，壓氣機葉片，渦輪葉片進行疲勞測試分析（疲勞曲線，疲勞強度，循環次數，頻率表），支
持相位跟蹤，加速度、位移、AF參量控制。為葉片安全提供了有效的解決方案。

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“巡天”光學艙是中國第一個大口徑、大視場空間天文望遠鏡，與中國空間站共軌飛行，是空間站的重要組成部分，正在研制中，預計2023年后發射。

“巡天號光學艙”發射前需要模擬其飛行動態環境，通常對其進行三方向的正弦掃頻和隨機試驗，檢查產品在正式試驗前后的結構特性是否發生變化。這些環境往往非常嚴苛，如果剛開始欠于考慮，往往導致許多電子器件，機械結構，光學系統的故障。

巡天號光學艙示意圖（來自網絡）

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