产品應用
激勵原理：爲使中型結構産生振動，需施加外部激勵。常見激勵方式有力錘激勵、振動台激勵和環境激勵等。力錘激勵通過力錘敲擊結構，産生沖擊脈沖，使結構産生瞬態振動響應，其優點是操作簡便、靈活，適用于現場測試，但激勵力大小和頻率成分較難精確控制。振動台激勵則將結構固定于振動台上，通過控制振動台的振動頻率、幅值和波形，使結構産生穩態振動響應，能精確控制激勵條件，但設備成本高、體積大。環境激勵利用自然環境中的風、水流、交通荷載等對結構産生隨機激勵，無需額外設備，但激勵力難以精確測量和控制，數據分析方法複雜。
測量原理：
加速度傳感器：基于壓電效應、壓阻效應或電容效應等工作。當結構振動時，加速度傳感器隨結構運動，其內部敏感元件因加速度作用産生電信號變化，經測量電路轉換爲電壓或電流信號，從而得到結構振動的加速度時間曆程。壓電式加速度傳感器靈敏度高、頻率響應範圍寬；壓阻式加速度傳感器低頻響應好，可測量靜態加速度；電容式加速度傳感器精度高、穩定性強。
數據處理原理：傳感器測量得到的模擬信號經放大器放大、濾波器濾波等預處理後，由數據采集卡轉換爲數字信號傳輸至計算機。在計算機中，使用專業模態分析軟件對數據進行處理，通常采用快速傅裏葉變換（FFT）將時域信號轉換爲頻域信號，得到結構的頻率響應函數。然後，通過曲線擬合、峰值搜索等操作，識別出結構的固有頻率、振型和阻尼比等模態參數。
航空航天領域：
飛機結構設計與優化：飛機的機身、機翼等中型結構的模態特性直接影響飛行性能和安全性。通過模態分析，可確定結構的固有頻率和振型，避免與發動機振動頻率、氣流激勵頻率等發生共振，優化結構設計，提高飛機的抗疲勞性能和飛行安全性。
航空發動機部件測試：航空發動機中的進氣道、風扇葉片、燃燒室等中型部件在高溫、高速運轉條件下的模態特性對發動機性能和可靠性至關重要。利用傳感器進行模態測試，可獲取部件的模態參數，優化設計，防止因振動導致的故障和損壞。
汽車工業：
汽車車身與底盤設計：汽車車身和底盤作爲中型結構，其模態特性影響車內噪聲、振動與聲振粗糙度（NVH）性能及操控穩定性。通過模態分析，可優化車身和底盤結構，降低車內噪聲和振動，提高汽車的舒適性和操控性能。
汽車零部件研發：汽車的懸挂系統、傳動軸、發動機支架等中型零部件的模態特性對汽車整體性能有重要影響。利用模態分析，可評估零部件的動態性能，優化設計，提高其可靠性和使用壽命。
機械工程領域：
機床結構優化：中型機床的床身、立柱、主軸箱等結構的模態特性影響加工精度和表面質量。通過模態分析，可優化機床結構，提高其動態性能，減少加工誤差，提高加工質量和效率。
工程機械設計：裝載機、挖掘機等工程機械的工作裝置和車架等中型結構在作業過程中受到複雜載荷激勵。通過模態分析，可確定結構的薄弱環節，優化設計方案，提高工程機械的可靠性和使用壽命。
中型機械手臂：加速度傳感器測量得到的數據可用于分析機械手臂的動態特性，如固有頻率、振型等模態參數。通過模態分析，可以深入了解機械手臂的結構特性和振動特性，爲機械手臂的設計優化、故障診斷和減振降噪等提供依據，進一步提高機械手臂的性能和可靠性。
