[发明专利]电动模态测试冲击器系统和方法

说明书

技术领域

本公开一般涉及模态分析系统和方法，并且更具体地涉及自动的电动模态测试冲击器系统和方法。

背景技术

模态分析日益成为航空航天、汽车行业和结构工程与设计工业以及其他工业的结构和零部件的开发与测试的重要部分。模态分析测量和分析当由输入激励时结构的动态响应。在结构分析和测试中，模态分析可以被用于确定在自由振动期间结构的固有振型和频率。详细的模态分析可以被需要以评估结构动态问题的可能性，例如疲劳、振动和噪音。

已知的手动冲击激励的模态分析测试方法和系统存在。然而，当在测试期间冲击之间产生的冲击力改变和/或者冲击位置和冲击角度均匀轻微改变时，这种已知的手动方法和系统提供低质量的数据。此外，这样的已知的手动的方法和系统可以具有长的测试时间，由于冲击之间增加的时间，这可以在操作者试图控制锤子时需要，以及由于从可能的双重冲击增加的时间，其从数据立场是不可接受的并且用锤子是几乎不可避免的。

此外，已知的自动冲击激励模态分析装置和系统存在。然而，这样的自动装置和系统可能太大而不能适合于许多有利于测试的区域、可能由于它们的较大尺寸而不能灵活操控、可能通过使用正在被测试的结构与冲击装置之间的接触点而使数据不准确和/或可能具有冲击特征的限制可控性。例如，已知的自动冲击激励模态分析装置，例如仪表模态测试锤不能提供可靠地控制力或者冲击位置或者冲击角度。此外，一种这样的已知的自动冲击激励模态分析装置使用专用控制电路驱动电磁线圈。然而，这样的电磁线圈的使用仅可以调整振幅而不可以调整脉冲宽度。而且，这样的电磁线圈的使用可能具有限制的可控性并且可能扭曲正在被测试结构的响应，例如当其放置在正在被测试的结构上时。

因此，在本领域需要改进的电动模态测试冲击器系统和方法，其提供优于已知系统和方法的优点。

发明内容

这个对于改进的电动模态测试冲击器系统和方法的需要被满足。如在下面的具体实施方式中所讨论的，改进的电动模态测试冲击器系统和方法的实施例可以提供优于现有系统和方法显著的优点。

在本公开的一个实施例中，提供了一种电动模态测试冲击器系统。所述系统包括控制器装置。所述系统进一步包括联接至控制装置的冲击器组件。所述冲击器组件包括外壳。所述冲击器组件进一步包括设置在外壳内的永磁体。所述冲击器组件进一步包括设置在外壳内磁轭外壳的磁隙内的音圈。所述音圈由控制器装置驱动。所述冲击器组件进一步包括由两个或者更多支撑元件支撑的驱动轴。所述驱动轴附连至所述音圈并且由音圈驱动。所述冲击器组件进一步包括附连至驱动轴的自由端的测力传感器。所述冲击器组件进一步包括设置在磁轭外壳内的偏置装置。

在本公开的另一实施例中，提供一种自动的电动模态测试冲击器系统。所述系统包括音频放大器。所述系统进一步包括通过多个冲击信号线联接至音频放大器的冲击器组件。所述冲击器组件进一步包括外壳，其包括第一外壳部分和第二外壳部分。所述第二外壳部分包括磁轭外壳。所述冲击器组件进一步包括安放在磁轭外壳内的磁组件。所述磁组件包括永磁体，其联接在磁轭基板与磁轭中心极之间并且由磁轭外部极包围。所述冲击器组件进一步包括设置在磁轭外壳内的偏置装置。所述冲击器组件进一步包括设置在外壳内磁轭外壳磁隙内的音圈。所述音圈由音频放大器驱动。所述冲击器组件进一步包括由两个或者更多支撑元件支撑的驱动轴。所述驱动轴被整体加工至音圈的电枢支撑。所述驱动轴由音圈驱动，所述冲击器组件进一步包括附连至驱动轴自由端的测力传感器。所述冲击器组件进一步包括附连至测力传感器的冲击尖端。所述系统进一步包括铰接安装装置，所述冲击器组件被安装在上面。所述系统进一步包括计算机装置以检查并分析用所述系统测量的电动模态冲击测试测量。

在本公开的另一实施例中，提供一种执行电动模态冲击测试的方法。所述方法包括以下步骤：在被测试动态模态响应的结构上施加持续时间大约1毫秒到大约10毫秒的之间的短持续时间力冲击。所述方法进一步包括使得音圈和由磁隙内的音圈驱动的驱动轴居中。所述方法进一步包括偏置音圈和驱动轴在静止的位置以提供长的向外行程和最小的向内行程。所述方法进一步包括使用附连至驱动轴的自由端的测力传感器测量冲击力。

已经讨论的特征、功能和优点能够在本公开的不同实施例中独立获得或者可以与其他实施例结合获得，其进一步的细节能够参照下面的说明书和附图被显现。

附图说明

参照下面的具体实施方式结合附图，本公开能够更好地被理解。附图说明优选的和示例的实施例，但是其不必按照尺寸绘制，其中：