MAN Energy Solutions 策略：
我們所服務的產業佔全球二氧化碳排放量的很大一部分。我們深知，這賦予了我們巨大的影響力來解決排放問題。這正是我們每天早晨起床的動力。
在 MAN Energy Solutions，我們為海事領域提供全面的引擎產品組合、螺旋槳、船尾設備及渦輪增壓器。可靠性是我們這個領域的關鍵要素，在船舶上更是至關重要。在開發階段，我們會透過模態測試對模擬模型進行驗證與優化，並持續進行檢驗，直至相關組件獲准投入量產為止。我們使用雷射掃描振動計來蒐集數據。
實際上，測量品質取決於多種因素。本文將系統性地探討影響測量結果的各項因素。這些研究應能協助從事振動測量領域的從業人員。
測量設置
這些影響是透過廢氣渦輪增壓器的組件來展示的；這些組件具有較低的阻尼及複雜的幾何結構，這兩項特徵在測量與模擬過程中均會顯著提高模態密度。
溫度影響
元件溫度對測量結果的影響——進而對與模擬結果的比對所產生的影響——往往被低估。其原因在於楊氏模量會隨溫度變化而改變。
圖 3 中測得的偏差，對於後續的 MAC 對準而言可能已具顯著影響。在此範圍內，頻率與元件溫度之間的線性相關性亦顯而易見。 因此，應計算溫度的大致影響，並在測量過程中記錄元件溫度（或環境溫度）的任何偏差。若測量點數量眾多或頻率解析度極高，導致依序運作的掃描振動計後續測量時間延長時，此舉尤為重要。
MAC 對齊的網格位置偏差
模態測試旨在驗證模擬模型。模態保證準則（MAC）是經實證有效的評估指標。透過比較計算結果與測量結果中的固有模態，可確定各模態的相關程度。目標值應大於 0.95。
本次採用以下測試設定：研究對象為一軸向渦輪葉片，其幾何模型從有限元素軟體（FE）匯入至PSV Software 。隨後將其以 0.5、1.0 及 2.0 mm 的步長移動至初始位置，並觀察其對 MAC 值的影響。 在初始位置對物件進行三次設定與評估後，以MAC值的分布範圍作為分析依據。結果如圖4所示。
隨著模數增加及本徵模態變得更加複雜，結果中的數值偏差也會隨之增大，其差異甚至可能高達 20%。
因此，要獲得良好的 MAC 對準效果，精確地設置測量系統（3D 對準）及被測物體至關重要。 另一方面，這也意味著對於尺寸約為 50 毫米的物件，0.5 毫米的設置誤差（即約為測試樣品尺寸的 10%）會導致 MAC 值出現約 0.02–1% 的誤差，無論處於何種模態，因此在分析 MAC 值時可忽略此誤差。
邊界條件：自由-自由
只有當測試能重現模擬的邊界條件時，測試結果才會顯示出相同的自然固有頻率與固有模態。模擬工程師所採用的「自由-自由」邊界條件，在現實中僅能近似地實現。測試會盡可能地貼近該條件，但任何固有頻率的偏差，都可反映出測試的成功程度。
本文比較了兩種「自由-自由」近似法：
- 剛性泡沫板支撐
- 橡皮筋支撐
若比較這兩種支撐方式的頻率偏差，結果便一目瞭然。在此情況下，支撐方式並未產生顯著影響。更重要的是，硬質泡棉支撐能可靠地維持物件的位置，使得即使在對多個試樣進行連續測量時，也能僅需進行一次 3D 對位即可。
實際輪廓對理想輪廓的影響（CAE 資料）
如圖 8 所示，由於理想輪廓與實際輪廓之間存在差異，最初無法以計量學方式測量第 8 模態（初始測量 S36）。在對測試樣品進行幾何測量，並利用其為現有實際輪廓建立新的有限元素模型後，針對三個測試樣品 S36、S43 及 S01，此特徵模態的吻合度達到了極佳的範圍。
激發位置
在一項關於彎曲桿的實驗中，利用應變片與 PSV 來確定激振位置對傳遞函數的影響。激振採用模態錘進行。
為了將 H1 PSV/應變片傳遞函數作為一項特性進行評估，本研究採用 PSV 雷射振動計測得的振動速度作為參考值，而非力值。
結果顯示，如圖 10 所示，激振位置會影響振動速度，其影響程度取決於沿桿件的激振位置，但不會影響第 1 模態的 H1 傳遞函數。
摘要
溫度對彈性模量隨溫度變化之物體的影響不容忽視。在執行涉及長時間樣本測試及溫度條件不穩定的廣泛任務時，必須特別考慮此因素。
若測量網格在試樣上的定位誤差約為 1% 的量級（50 mm 處誤差 0.5 mm），則會導致 MAC 值產生 0.02…1.0% 的變化，具體數值取決於模態。換言之，MAC 1 在理想情況下會變化為 MAC 0.998 至 0.99，此變化可忽略不計。
使用硬質泡沫作為支撐介質來進行渦輪葉片的自由-自由計算是完全可行的，且能實現快速簡便的定位，特別是在進行系列測量時。
若實際幾何形狀可能與理想幾何形狀存在偏差，則必須進行檢查。如有必要，應針對 MAC 對齊追加採用正確實際幾何形狀的計算。
沿彎曲桿改變激振位置，對本徵模態並無任何影響。
