单点激光测振仪进行模态测试及生成模态振型的过程一般采用多点激励单点响应的方式，一般选取激励源激振器或者模态脉冲力锤/模态自动力锤，本文将进行简单描述；  

一、单点式激光测振仪模态测试流程

1.1、测试准备

结构固定：确保被测机械结构自由支撑或按实际边界条件固定，避免外部干扰； 

测点规划：根据结构几何形状划分测点网格，确保覆盖关键区域(如悬臂端、连接处等)； 

激励设置：选择激励方式(激振器或冲击力锤)，激振器需固定位置并远离模态节点避免遗漏关键模态；

若用冲击模态力锤需保证每次敲击力的一致性，我们也可以选择模态自动脉冲力锤；

1.2、数据采集     

单点激光测振仪单点逐次测量： 

固定激振器施加稳态激励(如正弦扫频、随机噪声)，或使用模态力锤或者自动模态力锤多次敲击； 

使用单点激光测振仪依次对准各测点，记录振动响应(速度/位移)及激励信号(力传感器数据)；对每个测点重复采集多次，取平均以提高信噪比； 

频响函数计算：对每个测点计算频响函数(FRF，响应与激励的频谱比值)，形成FRF矩阵的某一行(激振法)或某一列(冲击法)；

1.3、注意事项

激励一致性：若用激振器需保持激励信号参数(频率范围、幅值)恒定；若用冲击力锤需监测敲击力谱是否覆盖目标频段； 

环境控制：要减少环境振动与噪声干扰，必要时在隔振台上测试；

二、激光测振仪进行测试模态参数识别与振型生成

2.1、模态参数提取

频域分析法： 

峰值拾取法：从FRF幅值谱中识别共振峰对应各阶固有频率，通过半功率带宽法计算阻尼比；

最小二乘频域拟合：用多自由度模型拟合FRF数据，求解模态频率、阻尼和振型系数； 

时域法：如随机子空间法（SSI）直接从时程数据中提取模态参数；

2.2、模态振型向量构建 

对每阶模态从FRF矩阵中提取各测点在该频率下的幅值及相位，归一化后形成振型向量； 

若存在多参考点数据（如多个激励点），可通过多变量模态分析提高精度；

2.3、激光测振仪模态测试振型可视化 

几何映射：将振型向量中各测点的相对振幅/相位映射到结构几何模型上； 

插值处理：通过插值算法（如样条插值）生成连续振型曲面，使用软件（如MATLAB、ANSYS）渲染三维动画；  

正交性验证：检查不同模态振型间的正交性，确保模态分离有效；

三、单点激光测振仪模态测试的关键挑战与解决方案

激励点选择：若某阶模态在激励点处为节点可能导致漏检，可多位置激励或结合多点测试数据； 

测试效率：单点测量耗时可优化测点路径或采用自动化定位系统（如机械臂控制激光头）；

环境干扰：通过多次平均、加窗函数（如汉宁窗）及相干函数分析剔除噪声数据；

四、单点激光测振仪进行简支梁模态测试案例

4.1、测点布置：沿梁长度均布20个测点； 

4.2、激励方式：激振器在梁端施加0-1000Hz随机噪声； 

4.3、数据采集：激光测振仪依次测量各点FRF，耗时约1小时； 

4.4、模态分析：识别出前三阶弯曲模态（频率：25Hz、98Hz、220Hz），振型显示为1/2波、3/2波、5/2波形态；

4.5、验证：与有限元分析结果对比，频率误差＜3%，振型相关系数＞0.9；

五、单点激光测振仪进行模态测试总结

单点激光测振仪通过逐点扫描与频响函数合成，结合模态参数识别算法，可高效生成模态振型；其非接触特性适用于微小型、高温或旋转结构的模态测试，尽管耗时较长但在精密工程中具有不可替代性，未来可结合机器学习加速数据处理，提升自动化水平；