某天做的測量與另一天的測量看起來不同，這是怎么回事？讓我們來考察這個測量，以說明發(fā)生了什么。

過去我們已討論了許多不同的測量問題，但這個問題的確值得重視。當(dāng)然，從一天到另一天，或者從一小時到另一小時，甚至從一周到另一周的測量總是會有差異，這些生活中的典型細微差異在我們進行結(jié)構(gòu)測試時也是存在的，這是正常的變化。但是，你展示給我的這些測量完全不同于我們正?？吹降淖兓?。在這次特定的測量中，在低頻段變化很微小，但在高頻段變化相當(dāng)顯著。因此，讓我們仔細考察這次測量，以探究到底發(fā)生了什么。我們主要跟蹤的是測試的固定裝置，它在這些測量中可能起到了非常重要的作用。

測試對象是一塊小型的風(fēng)機葉片。測試的葉片處于“夾緊”狀態(tài)。葉片自身重量小于2磅，安裝在800磅的光學(xué)平臺上。光學(xué)平臺足夠大，能充分用于模擬葉片的“夾緊”狀態(tài)。實際上，有一個可用的分析模型，從這個模型中能夠提取到處于“夾緊”狀態(tài)的葉片模態(tài)。然而，分析模型從來都不是完美的，它只能算是一種近似。對于這類簡單結(jié)構(gòu)的模型，我們希望能得到相當(dāng)精確的結(jié)果。

因此，首先要獲得安裝在光學(xué)平臺上的葉片的頻響函數(shù)。對這個結(jié)構(gòu)采用法向錘擊測試，激勵和響應(yīng)用FFT分析進行測量。葉片通過一個固體安裝塊和一些螺桿固定在光學(xué)平臺上。安裝塊（作為墊片）位于葉片和光學(xué)平臺之間，螺桿固定它們。固體安裝塊是必須有的，起到了墊高葉片的作用，當(dāng)葉片發(fā)生彎曲變形時，不至于受到光學(xué)平臺的干涉。

總的說來，這些頻響測量看起來是可接受的，相干也是可接受的。頻響函數(shù)如圖1所示，圖1中還包含了一張測試設(shè)置照片。頻響函數(shù)的低頻部分我們不關(guān)心，因此，這部分被測試照片遮擋起來了。

圖1 周五的FRF和測試設(shè)置

第一次的測量似乎是可接受的。這次的測量是在周五下午進行的，下一周進行其他一些測試。好的做法是下周一上午再次進行剩余部分的測量。第二次測量總的說來也是可接受的。頻響函數(shù)如圖2所示，圖2中還包含了第二次測試的現(xiàn)場照片。由于不關(guān)心低頻段的頻響，因此現(xiàn)場測試照片遮擋了低頻段部分。

圖2 周一的FRF和測試設(shè)置

但周一上午進行的測量看起來不同于周五進行的測量。周五測量時，一些測試人員由于不小心，被伸出的固定螺桿刮傷了頭部。圖3給對了兩次測量的比較。

圖3 比較周一和周五的測量

幸運的是，有人注意到了這些顯著的不同，因而決定停止測試，以確定什么原因引起了顯著的差異。圖3中清楚地表明了在低頻段模態(tài)本質(zhì)上是相同的，存在的差異也是正常的變化。但在高頻段卻差異顯著，宛如對不同的測試對象進行的測量。

顯然，第一印象會直接指向用于固定葉片到光學(xué)平臺的固定裝置。但是檢查聯(lián)接、擰緊和裝配后，沒有發(fā)現(xiàn)任何可感覺的不同。

因此，當(dāng)我第一眼看到這個測量時，我立即懷疑兩次測試中可能存在一些不同，可能是一些類型的調(diào)諧吸振器效應(yīng)引起的差異。我為什么會得出這樣的結(jié)論，是因為在低頻段，只存在一般意義上的頻率移動，這可能就是調(diào)諧的吸振器效應(yīng)引起的。

因此，在進行了一些偵察工作和詢問了一些有關(guān)于兩次測試不同的基本問題之后，有關(guān)這個問題的一些想法出現(xiàn)了。再詢問了幾個問題和對測試設(shè)置照片進行了更仔細的檢查后，一件事情引起了我的注意。

原來實驗室負責(zé)人非常注重安全，三根從葉片和固定塊中伸出的螺桿容易引起一些傷害。如果有人圍著測試設(shè)置不小心，就可能被伸出的螺桿刮傷。因此，作為預(yù)防，實驗室負責(zé)人使用了一些軟泡沫安裝在長螺桿頂部。（這些泡沫本質(zhì)上是一些軟的包裝泡沫，你可以在電子產(chǎn)品的包裝箱中找到，質(zhì)量非常輕，無論什么情況下也不存在結(jié)構(gòu)效應(yīng)。）但是…

泡沫的確非常非常輕，但是安裝在長螺桿的頂部，它改變了懸臂螺桿的模態(tài)。說來也奇怪，懸臂螺桿移動后的頻率剛好與葉片的某階固有頻率重合。這樣一個傳統(tǒng)的調(diào)諧吸振器效應(yīng)使得一個模態(tài)分裂成了兩個模態(tài)（見圖3紅色曲線的第5階模態(tài)）。毫無疑問，這個效應(yīng)是非常顯著的。

如果你不相信這個可能發(fā)生和這個是問題的真正原因，你可以再次測試這個結(jié)構(gòu)五次以上，測試過程中使用和不使用小型包裝泡沫在螺桿頂部，這樣每次試驗就可以復(fù)制從周五到周一所做的試驗了。

因此，原則是任何動力學(xué)測試中的固定裝置對測試數(shù)據(jù)都有影響。在這個例子中，這個影響對葉片的第5階模態(tài)影響非常顯著。所有的動力學(xué)測試，必須仔細檢查任何固定裝置。你不知道測試中會發(fā)生什么狀況。如果你還有模態(tài)分析其他問題，請咨詢我。