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冲击测试


冲击测试( 冲击测试(impact testing) )

CoCo 系列动态信号分析仪是一个理想的冲击测试系统,其功能包括触发,平均, 加窗,以及计算频率响应和相干系数等等。

Coco 是冲击测试的理想产品

简洁的用户界面包括了数据采集模式中所有需要的功能

瞬态捕捉(transient ca

pture)是在动态信号采集中使用最为广泛的一个功能。在 CoCo 中,瞬态捕捉在采集模式(acquisition mode)中设定。采集模式中定义了 如何把连续的数据流划分成一帧一帧的数据块。 用户通过采集模式设置数据触发 (trigger)和重叠(overlap),在原始数据通过采集模式任务之前,CoCo 相当 与一个数据采集设备,而在采集模式后,coco 就相当与一个分析设备。

瞬态捕捉功能 除了采集模式,用户必须在 CSA 编辑器中至少定义一个原始通道作为触发使能 对象。触发使能对象是指可以作为触发源的原始信号通道,这些定义可以传递到 CoCo 设备中。 在运行中, 其中的一个预定义的触发使能对象可以被选为触发源。 力锤冲击试验 典型的力锤必须包括一个可以分析传递函数(FRF)的分析设备。FRF 是用来做 模态分析时基本的数据,其中也包括了被测对象的自然响应频率和阻尼系数。另 外,这些数据可以被导入第三方的模态分析软件来完成振型的分析。 力锤冲击法是用来测试传递函数中最常用的一个方法。 利用力锤作为一个激励源 给测试对象一个瞬态的的激励,并引起被测物体在一定频带范围内的振动响应, 这个响应可以被信号分析仪捕捉并分析。这个频带的范围与力锤有关,包括其大 小,材料。冲击信号和响应信号都将被分析仪捕捉并且记录下来,然后分析仪将 根据上述两个信号计算出物体的传递函数来。

典型的冲击实验和相关的数字处理 对于冲击测试,以下设备是必需的: 1. 一个力锤激励装置。 使用 CoCo 时我们推荐使用一个集成 IEPE 传感器的力锤, 这样可以允许传感器的输出直接和 CoCo 输入无缝连接。 2. 被测物体中需要安装一个或者一个以上的加速度传感器,同样的,带有 IEPE 模式的传感器可以直接与 CoCo 相连接。 3. CoCo 分析设备(DSA 模式) 4. CoCo 分析仪可以通过传递函数得出被测物体的共振频率和阻尼系数,这些数 据与第三方模态分析软件结合可以得到物体的振形来。 多物体结构可以进行冲击测试,当然,用多少大的力锤,以及用多少大的力,是 需要根据被测物体的大小和质量决定的,小质量物体使用小力锤,大质量物体使 用大力锤。以下是一个典型的力锤冲击测试信号。

典型的冲击试验的数据,左上为激励的瞬态抓捕信号,右上为响应的瞬态抓捕信 号 下方是 FRF 频谱图。 冲击测试分析设置 一下设置在冲击测试中用到: 1. 触发设置:包括捕捉信号中设置触发水平和前向触发的水平。这对于分析时使 用的 FFT 及其加窗非常的重要。为了保证整个信号被抓捕到,分析仪必须也 能抓捕到冲击发生时刻前一段时间的信号。 2. Force&exponential 窗:force 窗和 exponential 窗是在冲击试验中普遍使用的两 种窗,这些窗是进行 FFT 分析之前加在时域的原始信号上。 Force 窗用来移去激励信号中的噪声,理想情况下,一个激励信号在采样帧 内只有一小 部分为非零值,而在其他地方都应为零值,这些地方的非零值则可 以被认为是噪声。 Coco 使用了独特的方法加上 force 窗。 Exponential 窗被用在响应信号上。主要的作用是减小响应谱的谱泄露。

3. 接受/拒绝(accept/reject):由于冲击测试对于操作者进行锤击的技巧上有一 定的要求,而传递函数的测试也需要进行平均操作,而在现代的 FFT 分析标 准中,传递函数的一次测试中至少要包含 4 次的平均运算。在整个过程中, 可能在其中的一两次出现了不当的敲击(太重,太轻或者重复敲击),因此 对于分析设备来讲,应该允许用户自己判断当前敲击信号的可接受度,并且 可以选择接受此次敲击或者放弃此次敲击。 因此, 接受/拒绝功能避免了一两 次不当敲击破坏整次的测量过程,提高了工作的效率。 4. 模态阻尼估计:模态阻尼可通过共振频率峰的宽带来获得,这对于任何 FRF 测试都是一样的。一个好的分析设备应该提供出精确的阻尼系数评估值。 Coco 应用了曲线拟合的方法计算阻尼系数。 这种方法减少了频谱本身不正确 或者噪声的因素而对阻尼估计产生的不良影响。 5. 模态频率估计:CoCo 设备提供了共振频率的估计功能。


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