实验模态分析方法可以分为频响函数法（简称测力法）和环境激励法（简称 不测力法）两种，所谓测力法就是在试验过程中需要同时测量激励力和响应的方 法。经典的测力法是利用频域的频响函数（FRF)或时域的脉冲响应函数（IRF) 对模态参数进行估计。频响函数是响应和力的傅里叶变换之比，而脉冲响应函数 也要先测得频响函数然后经傅里叶逆变换（IFFT)获得。因此，测力法必须利用 带测力计的激振器或力锤施加可测量的激励力。测力法可以估计所有的模态参数， 包括固有频率、模态振型、模态阻尼或阻尼比、模态质量和模态刚度，而且精度 较高。

常用软件中频域测力法分图解法和解析法两种，图解法较适合于阻尼小模态 不密集系统，如钢结构。图解法可选用峰值拾取法或圆拟合法。解析法常用于大 阻尼或模态密集系统。时域测力法普遍采用脉冲响应函数的最小二乘复指数法 LSCE (LeastSquareComplexExponential)进行计算，频域解析法[⁴³][⁴⁴]可选用正 交多项式法。

所谓不测力法就是在试验过程中不需要测量激励力的方法。工程中的大量结 构和机器（如大型建筑，大型桥梁，汽轮发电机组等）都是很难人工施加激励力 的，其结构的响应主要由环境激励引起，如机器运行时由质量不平衡产生的惯性 力，车辆行驶时的振动以及微地震产生的地脉动等各种环境激励，而这些环境激 励是既不可控制又难以测量的。

不测力法只能利用系统的响应数据对固有频率、模态振型、模态阻尼或阻尼 比这三个模态参数进行估计，但是这三个模态参数已经能够满足绝大多数工程中 结构动力特性分析的要求。软件会利用测量得到的响应的自功率谱、互功率谱、 传递率和相干函数进行模态参数的估计。

不测力法也可分为解析法和图解法两种类型。使用范围与测力法一致。图解 法可选用自互功率谱综合法或传递率法，解析法可选用随机子空间法（SSI)。

另外利用软件还可以通过时域和频域的ODS动画显示更形象地模拟被测结 构或机械零件的振动。所谓时域的ODS动画显示，其原理类似于录像机快录慢放。 常用于机器起动或停止时的动响应（如位移、速度或加速度）相对于时间变量的 观测。频域的ODS动画显示，其原理类似于数字闪频仪，用于动变形相对于频率变量的观测。当观测到的频率接近或等于共振频率时，动变形可近似的作为结构 的振型。

试验模态分析的过程如图3.1所示。对被测试件上的各点施加激振力，同时 测出其响应；接着用信号分析设备求出激振点与响应点之间的传递函数，如果要 求振动模态，尚需对试件上的各点反复地求出传递函数；然后进行曲线拟合，识别 得出固有频率、模态刚度、模态阻尼、模态质量和模态振型等参数；最后根据所 得到的模态参数，在显示屏幕上将振动模态的动态过程显示出来。

本文采摘自“VMC1060型立式加工中心试验模态分析”，因为编辑困难导致有些函数、表格、图片、内容无法显示，有需要者可以在网络中查找相关文章！本文由伯特利数控整理发表文章均来自网络仅供学习参考，转载请注明！