激振器测试一个简单的梁结构，但有些模式看起来不正确，为什么？

让我们考虑一些与激振器有关的问题。

在对激振器进行实验模态分析时激振器激振器 激振器的附属设备通常称为“推力杆”或“千斤顶杆”。 该系统的典型安装如图1所示。顶杆的作用是对结构沿顶杆轴向进行激励，使结构可沿顶杆轴向运动，大小这种拉伸和压缩载荷的大小由力传感器测量。

图1激振器典型安装

千斤顶的目的是轴向激励结构，最大限度地减少结构上的横向载荷。 本质上，力分析使我们能够知道作用在连接点处的结构上的力的大小。 因此，被测结构的动力特性不包括激振器系统和心轴的动力影响。 至少在理论上这是真的。 当然，这是假设顶杆没有横向刚度并且对系统的整体动力学没有任何贡献。 这一点非常重要，因为力传感器只能测量轴向力的大小，如果存在任何其他类型的载荷（横向载荷或力矩），则无法测量这些载荷。

接下来描述执行的测量（此测量由其他人提供）。 如图 1 所示，对具有相当大弹性的梁进行激振器测试。 然而，由于柱塞相对较短，柱塞的旋转刚度可能会对梁的弹性模式产生影响。

让我们看一下已经进行的一些测量，图 2 显示了作用在结构上的非常短的 ram 长度获得的 FRF。 那么极短的顶出杆长度对旋转刚度的影响会更加显着激振器，尤其是对于被测柔性梁。 从模态测试中获得的前两个峰值是梁的经典一阶和二阶弯曲模式。 然而，接下来的两个峰显示了两个基本相同的梁的经典第三弯曲模式。 获得的 FRF 测量值仅适用于被测柔性梁，不适用于心轴。

图2 短顶针得到的频响函数

随后的测试，包括对 ram 本身的测量，表明这两个峰值实际上是由调谐阻尼器效应引起的。 事实上，顶杆与结构的第三振型同相，与结构的第四振型异相。

力传感器仅测量导致结构轴向移动的激振器力，而不测量与心轴引入的梁的旋转刚度相关的旋转效应。 但在连接位置，顶杆相对于横梁看起来就像一个旋转的弹簧。

为了证实观察到的现象，在第二次试验中使用了更长的顶杆。 长顶针有效地降低了旋转刚度对结构的影响。 图 3 显示了为长顶针获得的 FRF。 通过明显更长的顶杆获得的 FRF 更清晰、更清晰，并且符合光束模态响应的预期模式。 简短的模态研究表明，前三个峰值对应于悬臂梁的前三个经典模式。

图3 长顶针得到的FRF

显然，由于顶杆的配置，对应于结构的前两种模式的频率发生了显着变化。 频率变化有多种原因，可能是质量负载的影响，顶针的影响以及不同测试设置的影响等。（这些FRF是其他人提供的，所以我不确定实际测试设置激振器，但频移非常明显）。 两道身影中的第三峰，截然不同。 由于应用了调谐吸振器，可以清楚地观察到主峰出现分叉，测得的响应幅值也明显偏小（见调谐吸振器理论）。

对于测量系统，如果顶杆充当调谐吸收器，则产生的模态振型将如图 4 所示。（同样，这些测量值也由其他人提供，此处用于解释此处存在的影响). 显然，柱塞越短，柱塞对连接点处结构的旋转影响就越明显。 如果心轴恰好与被测结构具有相同的阶次频率，那么耦合肯定会产生图 2 所示的 FRF。

图 4 顶杆作为调谐减震器

（注意：图 4 中的模态振型未按比例绘制；模态振型是草图，以显示顶杆旋转刚度与被测结构之间的耦合效应）

显然，激振器顶杆的长度对频响函数的准确测量起着非常重要的作用。 如果顶出杆太短，会起到加强侧向刚度的作用，这在频响函数上也能体现出来。 对于这个例子，很容易看出太短的推杆会产生通常的调谐吸收器效果。 这种调谐吸收器效果可能不会出现在每个顶升应用中，但在本次测试中出现了。

图 5 是使用长顶针和短顶针获得的两个 FRF 的叠加图。 比较两个 FRF 可以看出，两个不同长度的顶针测得的系统模态存在明显差异。

图 5 比较 FRF