Crystal Instruments 结构动力学测试解决方案

结构动力学测试解决方案由高通道 Spider-80X 与手持 CoCo-80X 组成，用于测量结构在受力下的振动行为。许多结构问题的关键，是找出结构发生共振的固有频率以及各阶共振的临界阻尼百分比。有些问题通过改变工作转速，或通过加筋、配重来移动某个共振频率、避开频率重合来解决；另一些问题则通过阻尼处理来抑制“像钟一样响”的结构，或加装隔振座降低地板振动，或用调谐质量吸振器把一个共振“劈裂”成两个可接受的不同频率。这些处理都建立在同一个基础上：对问题结构施加一个测得准的力，并测量其响应加速度与该力之比随频率的变化。

在样机或量产件真正存在之后，实验室或现场测试可以证实（或否定）有限元模型（FEM）。最基本也最有价值的比较之一，是结构实验振动模态与解析模态之间的相似程度。每一阶模态由共振频率、阻尼因子、模态质量和振型（变形模式）组成。模态是一种重要的数据压缩形式：结构可能出现的任何振动运动，都可以表示为各阶振型的线性组合。由于关注的振动只在有限的频率范围内，因此可以用少量模态来描述上千个位置和方向（自由度，DOF）上的运动，从而大幅减少描述振动所需的复杂动力学方程数量，也便于预测结构改动的影响，或把被测结构作为更大结构系统的部件来建模。

模态参数可由一系列加速度/力频响函数（FRF）识别。可用电动式激振器在一个 DOF 施加由测力计测得的力，用加速度计在同一或第二个 DOF 测量响应；在每个目标 DOF 测加速度、力始终在一个 DOF 测量，即可组成所需的 FRF 数据集。这套数据既可以用一只加速度计在结构上移动、由双通道 DSA 逐条测量，也可以更高效地把多只加速度计布置在各目标 DOF 上，由高通道 DSA 同时测出全部 FRF。另一种方案是用单只加速度计搭配装有测力计的冲击锤，构成适合现场、可配合 CoCo 使用的紧凑套装；多数用户利用结构互易性，把加速度计固定在某一 DOF，让冲击 DOF 在结构上移动。EDM Modal 提供完整的模态测试与分析软件，给出全部模态参数。CoCo-80X 还集成专利 GPS 时间同步技术，时间精度达 100 ns，可对大跨桥梁、建筑开展工作模态分析。