模态实验中单方向激励在理论上能不能测出结构的全部模态？

ssmallbird

个人有过这方面的实验经验，单方面的激励的模态实验，如果激励点选择的合适，能够激得起其他两个方向的振动，只不过是振动的幅值较小而已。频率值还是对的上的。

yyxt007

激振点布置合理，单个方向激励，移动传感器，可定可以激发出其他两个垂直方向的模态；至于能不能激发结构的全部模态，好像基本不可能。

lou6310

模态坐标里的自由度和通常意义上的坐标是不一样的，需要加以区分。

振动王子

理论上讲不能，但是值得研究。

uyuo

理论上不能，主要有两个原因可以导致上述问题：
（1）你激振力的方向与你理论上的方向不一致；
（2）结构耦合；
一个激振力能激出多少个模态能？
关于这个问题，用一个简单的三维模型的来说明下，你可以想象出一个三维模型的所有模态振型，那么在各个模态振型中肯定有不动的点，那么你在哪个点上激振，则得到不到该振型，反之，都可以得到振型，只是强弱问题。

madisonlee

第一个：比如就是一个单自由度的K-M谐振子，我们在分析时说的单自由度假设就是X方向，那么只在X方向加激励时，与X垂直的的Y方向是没有响应的。测试时也就测不到，模态是固有特性，但测试时必须要把它激励起来才有得测。
第二个：比如是连续体，就说是一块立方体形转头吧，在一个方向（X)加激励时,其正交方向Y与Z是有响应的（一般很小），可以说是一种耦合，单纯从弹性力学来说，弹性体在一个方向受力变形后其正交向是有变形的

zbc1031

实验做出来和理论差别还是有的啊

417182775

对于线性系统，垂直激励方向的能量为0，是不可能出现振动的，之所以出现这种现象个人觉得存在以下几个方面：
1 最有可能的是激励方向有偏差，要验证这一点，可以讲激励放大或者缩小，看看响应是否会出现同倍数的变化
2 系统出现了非线性，不能再用线性系统的方法去预测，比如激励过大，另外约束处通常也会引入非线性。

看到前面的有帖子说模态与，激励，边界无关，估计是为了强调模态存在的客观性，但是显然模态与边界条件是相关的，

Spire

回复 15 # sees 的帖子

不能同意模态与边界条件无关的说法。边界条件对模态试验的结果影响非常大。
另外，不同意你说的“假定一个结构两个点，XYZ三方向，共六个DOF，要做分析，需要1*6或者6*1个FRF，如果只激励一个方向，那明显只有3*1的结果”，一个方向激励，测量6个自由度的响应，得到的FRF肯定是6个，怎么会是3个呢？但是，我表示同意你说的实际操作不可能有绝对垂直的激励，其它两个方向会受到激励在这两个方向的分量。

sees

回复 39 # Spire 的帖子

对的，是有六个FRF，所以理论上是可以得到全部的模态结果。

理论上讲，边界条件时不影响结构模态的。举例说明：单自由度系统，知道了M，C，K，是不是模态就定了，那边界条件体现在哪里？

实际上，边界条件影响结构模态，是应为其影响了结构本身的参数，就是改变了结构。所以模态结果会影响。

liufengsjzri

可以检测到垂直方向的模态，但有可能不完整，漏掉某些模态，原因如下：
1、激励不可能做到完全垂直，在其它方向有力分量；
2、传感器有横向灵敏度，可以检测到垂直方向的振动；
如果想要做多个方向的模态，最好用多方向激励的MIMO，这样，FRF中各方向的峰值才比较明显。

ljy345

回复 41 # liufengsjzri 的帖子

非常感谢你的回复，原因1我承认是存在的，但原因2我不能理解，你说的传感器有横向灵敏度，是不是意思是说即使垂直方向没有振动，在垂直方向上仍然能测出振动，但是你测出的振动 并不是垂向真正地振动（可以认为是干扰信号），应该来说这个信号对于分析垂直方向的模态没有任何。

ljy345

回复 41 # liufengsjzri 的帖子

不好意思，时间长了，忘了而且刚才也没有看我自己提的问题，你的回答我理解了，其中的原因1是解释了为什么可以检测到垂直方向的模态，原因2是解释了垂直方向振动比较大的原因。
其实我更关心的是，如果激励方向是完全垂直于某一阶模态的方向，这样的激励是否可以把这阶模态的振动给激励出来，如果可以，为什么？  

txhshanxi

其实前面好些人都回答了你的这个问题，由于结构耦合，X方向的振动位移和加速度可能激发y方向的振动。（y方向振动的大小要具体问题具体分析了，不同的结构可能有不同的结果）
你可以从身边的好多实际 例子看到这些现象。

1353963615

整体来讲，是应该这样的，考虑有限元单元的划分，尽管外力是大一方向的，但是并不能保证每一个单元的手里都是激振力的方向，因此相应也就体现在了三个方面了