80.模态空间11.04-为什么我不能用一个大激振器进行模态试验，只要“调出信号”就可以吧？

MODAL SPACE – IN OUR OWN LITTLE WORLD

模态空间 – 在我们自己的小世界 Pete Avitabile(著) KSI科尚仪器 *董书伟（译）***

为什么我不能用一个大的激振器进行模态试验，只要“调出信号”就可以吧？

这不是个好主意 – 我们讨论一下这个问题？

2014年04月08日发布 ver1.0

好吧 – 那么在这里我们需要讨论几件事情。参与模态测试的人很多时候来自于“振动品质检验圈子”，并且相较于“模态圈子”具有完全不同的想法。

在振动品质试验中，用大型振动台，试件一般刚硬地安装于运动台顶面，接着施加某种基础激励，并且常常通过控制某个预定的加速度来监控。被测设备（DUT）通常承受某种工作环境载荷，常规谱或者某种极端环境载荷来确定设备是否适合于预期的工作。一个典型的试验简图如图1所示，显示了振动台系统、安装到夹具上的被测工件以及扩展台，这些都连接到振动台电枢上。

图1 – 典型振动台品质试验设置

跟模态试验我们要做的事情比，这是完全不同的试验。在模态试验中，通常利用一个称为推力杆或顶杆的长连杆，将激振器连接到结构上。用力传感器或者阻抗头来测量施加到结构上的力，在激振器设置中安装于结构一侧。如图2所示。

图2 – 典型的模态试验设置

在模态试验中，其目的是要利用小量级的激励来识别系统特性 – 测试不是打算要提供工作量级的输入激励。实际上，如果用更高量级，有时候会激起结构的非线性，总体测量结果变得失真，对模态参数估计不是特别有用。

现在当然这也取决于你正在测试的是何种类型的结构。如果它是大型结构的一个非常简单的部件，部件本身相当线性，则在设定的合适的力的幅度条件下，用一个激振器没有问题。但当结构变得更为复杂，有很多部件组装在一起构成一个系统时，则为了识别模态振型，提供一个力激励去测量结构上所有位置的能力就变得更困难了。当用安装器件把不同的部件连接在一起，所有部件彼此隔离开时，这就复杂了。问题就变了，很难从一个激振器位置提供足够的激励，以在所有待测的响应点测得恰当的频响测量结果。那么需要“调出信号”以便在所有响应位置得到可测的振动。这么做时，很有可能激起非线性，总体测量结果会劣化。

我曾参与过很多试验，其中就是这种情况。就在最近，为了振动传递的考虑，在一个大型推进系统上的试验有一个隔振系统，意在隔开所有部件。实际数据不能展示，但有几个部件，通过一个隔离系统连接在一起的实验室结构可以用来说明这个问题，仅用一个激振器来激励系统。