产品应用
激励原理：为使中型结构产生振动，需施加外部激励。常见激励方式有力锤激励、振动台激励和环境激励等。力锤激励通过力锤敲击结构，产生冲击脉冲，使结构产生瞬态振动响应，其优点是操作简便、灵活，适用于现场测试，但激励力大小和频率成分较难精确控制。振动台激励则将结构固定于振动台上，通过控制振动台的振动频率、幅值和波形，使结构产生稳态振动响应，能精确控制激励条件，但设备成本高、体积大。环境激励利用自然环境中的风、水流、交通荷载等对结构产生随机激励，无需额外设备，但激励力难以精确测量和控制，数据分析方法复杂。
测量原理：
加速度传感器：基于压电效应、压阻效应或电容效应等工作。当结构振动时，加速度传感器随结构运动，其内部敏感元件因加速度作用产生电信号变化，经测量电路转换为电压或电流信号，从而得到结构振动的加速度时间历程。压电式加速度传感器灵敏度高、频率响应范围宽；压阻式加速度传感器低频响应好，可测量静态加速度；电容式加速度传感器精度高、稳定性强。
数据处理原理：传感器测量得到的模拟信号经放大器放大、滤波器滤波等预处理后，由数据采集卡转换为数字信号传输至计算机。在计算机中，使用专业模态分析软件对数据进行处理，通常采用快速傅里叶变换（FFT）将时域信号转换为频域信号，得到结构的频率响应函数。然后，通过曲线拟合、峰值搜索等操作，识别出结构的固有频率、振型和阻尼比等模态参数。
航空航天领域：
飞机结构设计与优化：飞机的机身、机翼等中型结构的模态特性直接影响飞行性能和安全性。通过模态分析，可确定结构的固有频率和振型，避免与发动机振动频率、气流激励频率等发生共振，优化结构设计，提高飞机的抗疲劳性能和飞行安全性。
航空发动机部件测试：航空发动机中的进气道、风扇叶片、燃烧室等中型部件在高温、高速运转条件下的模态特性对发动机性能和可靠性至关重要。利用传感器进行模态测试，可获取部件的模态参数，优化设计，防止因振动导致的故障和损坏。
汽车工业：
汽车车身与底盘设计：汽车车身和底盘作为中型结构，其模态特性影响车内噪声、振动与声振粗糙度（NVH）性能及操控稳定性。通过模态分析，可优化车身和底盘结构，降低车内噪声和振动，提高汽车的舒适性和操控性能。
汽车零部件研发：汽车的悬挂系统、传动轴、发动机支架等中型零部件的模态特性对汽车整体性能有重要影响。利用模态分析，可评估零部件的动态性能，优化设计，提高其可靠性和使用寿命。
机械工程领域：
机床结构优化：中型机床的床身、立柱、主轴箱等结构的模态特性影响加工精度和表面质量。通过模态分析，可优化机床结构，提高其动态性能，减少加工误差，提高加工质量和效率。
工程机械设计：装载机、挖掘机等工程机械的工作装置和车架等中型结构在作业过程中受到复杂载荷激励。通过模态分析，可确定结构的薄弱环节，优化设计方案，提高工程机械的可靠性和使用寿命。
中型机械手臂：加速度传感器测量得到的数据可用于分析机械手臂的动态特性，如固有频率、振型等模态参数。通过模态分析，可以深入了解机械手臂的结构特性和振动特性，为机械手臂的设计优化、故障诊断和减振降噪等提供依据，进一步提高机械手臂的性能和可靠性。
