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模態測試與分析；力錘和激勵器法
模態測試與分析；力錘和激勵器法 適用人群：從事模態測試與分析的技術和管理人員、從事結構動力學分析與仿真的技術和管理人員等 模態測試與分析；力錘和激勵器法【已結束】 直播時間：2021-04-20 14:00 培訓內容 · 試驗模態分析總覽 · 如何進行力錘法和激振器法模態試驗 · 激勵技術
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4.3.8周期隨機激勵
考慮到偽隨機激勵的相關問題，一種稱為周期隨機激勵的激勵技術是對偽隨機激勵技術進行了進一步的改進獲得的。基本上，周期隨機激勵與偽隨機激勵是一樣的，只是每一個測量都產生一個新的輸入頻譜，為每一個測量平均處理創建一個新的時域信號。再次，這個信號被用來激勵系統，當采集自動量程后，系統將達到穩態響應。一旦實現這個目標，就只進行一次平均。這時，會生成另一個頻譜（與第一個頻譜不同），對它進行逆變換獲得一個時域信號。用這個時域信號激勵系統，重新開始處理，以獲得下一個平均的頻響函數。這樣，每一次測量都會用不同的信號激勵結構，然后進行平均，隨著平均次數的增加，非線性將會從測量中移除掉。對于偽隨機激勵，由于輸入激勵信號和輸出響應信號都滿足FFT處理的周期性要求，因此這個測量過程不需要窗函數。雖然從這種方法獲得了非常高質量的頻響函數，但是需要大量的時間和硬件來執行這種測量技術。
周期隨機激勵的基本測量過程如圖4-42所示。這里需要注意的是，對于第一次平均的數據集合重復使用相同的信號，如藍色突出顯示的一樣，但是第二次平均使用了一個不同的隨機信號，用紅色突出顯示：每次平均都使用一個不同的隨機信號。
圖4-42典型的周期隨機激勵的輸入力（頂）、輸出響應（中）和FRF（底）
4.3.9猝發隨機激勵
出于對偽隨機和周期隨機激勵技術的時間和成本的考慮，為了使高質量頻響函數測量變得可行，需要更容易實現的激勵技術。
展開 在7度0.15g區在罕遇地震作用下,采用位移輸入模式，采用南北向的EL-centro波，峰值加速度取值為310cm/s2，分別采用一致激勵輸入和多點激勵輸入方法，進行動力彈塑性時程分析。對時程曲線的時間步長縮短一倍，即采用時間間隔為0.01s，整體時間縮短一倍，由53.48s縮短為26.74s。
加速度時程曲線
位移時程曲線
結構模型
第600步是應力云圖
頂層邊、角節點的相對柱底的X向位移
D1初始輸入端（C1組）；D2結構中部（C3組）；D3結構中部（C4組）；
D4最后輸入端（C6組）；S1一致激勵輸入角點
頻響函數比隨機激勵要好得多，其相干值顯著提高，特別是在共振峰處。此外，注意到共振峰比隨機激勵要尖銳得多，因為泄漏和窗函數往往會拖尾數據，造成比實際存在更高阻尼的假象。
圖4-52 左側為正弦快掃激勵的激勵力（上）和輸出響應（下），右側為相應的相干（上）和FRF（下）
4.4.5比較隨機激勵、猝發隨機和正弦快掃
圖4-53顯示了隨機、猝發隨機和正弦快掃的比較。猝發隨機和正弦快掃產生非常相似的結果。測量數據的共振峰定義很好，并且有很少的變化。將這兩個結果與隨機激勵測量結果進行比較，可以看出，隨機激勵測量在共振峰處的阻尼比猝發隨機和正弦快掃的大得多。同時，注意到在隨機激勵測量的第一個頻率處出現了一個雙峰，這是由于泄漏造成的，將會仔細觀察這個。
圖4-53 比較加窗的隨機激勵、猝發隨機和正弦快掃的FRF
4.4.6比較共振峰處的隨機激勵和猝發隨機
讓我們比較隨機和猝發隨機激勵的結果，如圖4-54和4-55所示。
展開 經綜合考慮，永磁同步電機與減速器的一體化建模能夠更加準確地反映電動汽車動力總成的振動響應特性；
(2)機械激勵和電磁激勵是引起動力總成殼體結構振動的主要激勵源，機械激勵為主要影響因素，電磁激勵則在特定階次有較大的影響；
(3)電磁激勵主要引起動力總成電機部分殼體的振動，但在減速器殼體部分也受到電磁激勵的影響，齒輪嚙合產生的機械激勵同樣也會使得電機殼體產生振動。因此，在動力總成系統中，需要綜合考慮電磁激勵、機械激勵；
(4)本研究動力總成系統主要影響因素為二級齒輪副的9.65階機械激勵與電機的8階電磁激勵。仿真結果與實驗結果相符合，進一步說明多源激勵動力總成一體化建?？梢杂行У胤治鰟恿偝蒒VH性能。
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展開 圖4-36 隨機激勵典型的輸入力（頂），輸出響應（中）和FRF（底）
作為一種通用的測試技術，隨機激勵非常容易實現，是第一個通用的激勵技術。然而，與隨機激勵相關的一個重要問題是輸入和輸出響應信號總是會遭受到泄漏的影響。這是與純隨機激勵相關的所有信號處理誤差中最嚴重的一個。泄漏誤差將導致測量的頻響函數質量嚴重退化，產生嚴重的誤差，尤其是在系統的共振峰值處。一次典型測量的時域輸入激勵和輸出響應如圖4-37所示。
圖4-37 左側為隨機激勵的時域輸入力（上）和輸出響應（下），右為相應的相干（上）和FRF（下）
純隨機激勵測量的相干和頻響函數也顯示在圖4-37中。在許多頻率上，相干很差，頻響函數在數據上顯示了一些差異。這是純隨機激勵得到的頻響函數的一個正常特征。一般來說，隨著進行更多次的平均，測量的質量將會提高，但是與其他激勵技術相比，任何平均次數都不能使測量的質量提高到這一點：即對于現今進行的大多數模態測試來說，認為純隨機激勵是一種可行的技術。
4.3.5加窗的純隨機激勵
之前所顯示的隨機激勵數據沒有對測量數據應用窗函數或加權函數。從數字信號處理考慮，為了盡量減小泄漏的影響，窗函數是必須的?，F在，如果對之前的數據添加漢寧窗，那么，窗函數會使信號看起來更好地滿足FFT處理的周期性要求。
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