模态测试
用力锤或激振器激励结构并测量频响函数，识别固有频率、阻尼和振型，为共振排查和结构改进提供依据。
运行变形分析能回答什么问题
设备振动大时，常见的疑问是：振动是从机器本身来的，还是底座、基础、钢平台放大的；是整体刚体运动，还是某个构件在弯曲；螺栓连接、二次灌浆层、机脚和底座之间有没有相对运动。这些问题只看单点幅值很难回答，因为每个测点的数值都差不多大时，看不出它们之间是同步运动还是相互错动。
运行变形分析在设备正常运行、工况稳定的条件下，测量各测点在关心频率上的幅值和相对相位，再把结果映射到几何模型上做成动画。它得到的是这一工况、这一频率下的强迫振动形态，单位是实际的振动量，可以直接比较哪里大、哪里小。
它最适合回答的是“哪里在动、怎么动”。常见用途包括：查找松动和连接失效部位，判断机组在基础上是平动、摇摆还是扭转，找出底座或钢平台的弯曲薄弱段，确认管道或支架的局部放大，以及为加固、加撑和改变支承方案确定位置。
测量原理：参考点与多点相位
运行变形分析的关键是相位。如果所有通道能同时采集，各测点之间的相位可以直接得到。现场通道数通常不足以一次覆盖全部测点，常用做法是设置一个固定不动的参考传感器，其余传感器分批移动，每一批都与参考点同步采集，用互谱或传递比得到各测点相对参考点的幅值比和相位差，再拼合成整体形态。
对旋转机械，也可以用转速脉冲作为相位基准，提取转频及其倍频的幅值和相位，这样各批次测量都对准同一个旋转位置，结果与参考传感器方式互为校核。参考点应选在关心频率上响应明显、信号稳定的位置，不能放在几乎不动的地方，否则相位会被噪声左右。
因为各批次是在不同时间测的，拼合成立的前提是设备工况稳定：转速、负荷、阀门开度和周边设备运行状态在整个测试期间基本不变。每批次都要检查参考点自身的幅值是否稳定，参考点变化明显时，说明工况发生了漂移，需要重测或分段处理。
- 确定关心的频率先做常规频谱测量，确定转频、倍频、叶片通过频率或结构响应峰等需要还原形态的频率
- 建立几何模型按机组、底座、基础和相连结构建立简化模型，统一坐标方向和测点编号
- 布置参考点选择响应明显、信号稳定且全程不移动的位置，必要时设两个参考点
- 分批移动测量每批与参考点同步采集，记录工况，核对传感器方向与模型坐标一致
- 拼合与检查计算各点相对幅值和相位，检查参考点稳定性和明显异常点
- 形成动画和结论按频率分别生成形态，结合现场检查确定薄弱部位和整改位置
与模态测试的区别
两种方法得到的都是“形态”，容易混淆。模态测试描述结构自身的固有特性，需要测量激振力，结果与激励无关；运行变形分析描述某一工况、某一频率下的实际响应，是激励与结构特性共同作用的结果，换一个转速或负荷形态就可能改变。
| 对比项 | 运行变形分析 | 模态测试 |
|---|---|---|
| 设备状态 | 正常运行，工况稳定 | 通常停机，人工激励 |
| 是否测量激振力 | 不测量 | 测量力锤或激振器的输入力 |
| 结果性质 | 特定工况、特定频率下的强迫振动形态 | 结构固有频率、阻尼和振型 |
| 幅值含义 | 实际振动量，可直接比较大小 | 单位力下的响应，或仅为相对比例 |
| 主要用途 | 找出哪里在动、怎么动，定位松动和薄弱部位 | 确定结构容易在哪些频率被激起，评估移频方案 |
| 能否单独判断共振 | 不能，形态大只说明响应大 | 不能，还要知道运行时的激励频率 |
当运行变形形态与某阶实测振型相似，且频率接近该阶固有频率时，共振的判断才比较有把握，两者结合使用效果最好。
测点布置与现场条件
测点布置的原则是让动画能回答问题。查找机组安装问题时，测点应沿传递路径连续布置：轴承座、机壳、机脚、底座、灌浆层或垫铁、基础顶面，必要时延伸到楼板或钢梁。每个连接面两侧都要有测点，才能看出相对运动。查找底座或平台弯曲时，沿长度方向要有足够的测点，至少能分辨出跨中和端部的运动差别。
测量方向要与可能的运动一致。机组摇摆通常需要基础四角的垂直测点；扭转需要两端的水平测点；底座弯曲需要沿梁长的垂直测点。传感器方向一旦装反，动画中会出现虚假的扭转或错动，所以现场要逐点核对方向并记录。
- 工况在测试全程保持稳定，记录转速、负荷、阀门开度和周边设备运行状态
- 传感器安装牢靠，避免薄板局部振动和磁座松动带来的虚假读数
- 参考点全程不动，每批次检查参考点幅值是否稳定
- 未测点在动画中通常按插值或固定处理，关键部位必须实测
- 变转速设备应在固定转速下测量，或使用转速信号做阶次跟踪
- 对启动、冲击等非稳态过程，需要多通道同时采集，不能用分批移动方式
从变形动画找薄弱部位与松动点
看动画时最有价值的信息是“突变”：沿传递路径幅值突然增大，或相邻两点相位突然改变，说明这里有柔性环节或连接失效。刚性良好的连接两侧，幅值和相位应当连续变化。
| 动画中看到的现象 | 可能含义 | 现场进一步确认 |
|---|---|---|
| 机脚与底座之间幅值明显跳变、相位错开 | 地脚螺栓松动、软脚或垫片不实 | 逐个松紧螺栓对比振动，检查接触面和垫片 |
| 底座与基础之间有相对运动 | 灌浆层脱空、垫铁松动或底座未贴实 | 敲击检查空鼓，对比灌浆层上下测点 |
| 基础两端垂直方向反相运动 | 机组连同基础整体摇摆，支承刚度不足或接近摇摆模态 | 检查基础与地坪或楼板的连接，必要时做模态测试 |
| 底座或平台跨中幅值远大于支点 | 构件弯曲刚度不足，可能接近局部模态 | 锤击测局部固有频率，评估加筋或加撑 |
| 焊缝或连接板两侧相位不连续 | 焊缝开裂或连接刚度下降 | 目视和无损检测检查焊缝，与动应变测试配合 |
| 电机端与负载端在联轴器两侧轴向反相 | 不对中或联轴器问题的迹象之一 | 结合频谱和对中检查确认 |
动画结果怎么读
动画中的位移被大幅放大，只用来显示形态，不代表实际变形大小。读结果时应同时看各点数值，确认动得最大的部位确实是实测点，而不是插值出来的。动画是按某一个频率生成的，同一台设备在转频、两倍转频和叶片通过频率下的形态可能完全不同，报告中必须注明对应的频率和工况。
判断刚体运动还是弹性变形：如果整台机组的各测点按刚体规律运动，比如平移或绕某轴转动，说明问题在支承刚度或激振力；如果机组本身各部分之间出现明显弯曲或错动，说明机组结构或其连接存在柔性环节。基础和楼板的形态还可以说明振动向周边传递的路径。
对动画结论要回到现场验证：松动点要实际检查紧固和接触面，焊缝开裂要做表面检查，支承不足要结合固有频率测试。动画只是指出最值得怀疑的位置，最后的判断依赖现场检查和整改后的复测对比。
- 先看幅值最大的位置在哪里，再看相位是否连续
- 幅值很小的测点相位容易受噪声影响，不要据此下结论
- 两个相邻测点方向是否一致、正负号是否核对过
- 同一部位在不同频率下的形态要分开解读
- 整改前后用同一模型、同一测点和相近工况对比
局限与在项目中的位置
运行变形分析本身不能区分振动大是因为激振力大，还是因为结构处在共振附近。形态显示某处动得很大时，还需要升降速数据、模态测试或固有频率测试来判断原因。对于幅值随时间波动较大、转速频繁变化或存在多台设备相近转速拍振的现场，分批移动测量的拼合误差会变大，需要更多同步通道或更长的平均时间。
在一个振动问题的处理过程中，运行变形分析通常排在常规频谱诊断之后、整改方案确定之前：频谱告诉你问题集中在哪个频率，运行变形分析告诉你这个频率下哪里在动，再决定是紧固、灌浆、加筋、加撑还是调整支承。整改完成后，用同样的测点复测，可以直观对比形态的变化，确认问题部位已经消除，并且没有转移到别处。
现场测试怎么安排
现场测试由北京团队的工程师带仪器完成；测点方案、评价依据和报告形式在方案中与您确认。北京以外的项目按地点、测点数量和工期安排人员和仪器。需要配合材料检测或失效件分析的，可以与失效分析一并安排。
常见问题
运行变形分析需要停机吗？
不需要停机，恰恰要求设备在正常工况下稳定运行。测试期间转速、负荷和周边设备状态应尽量保持不变，因为各批次测点是在不同时间测量后拼合的，工况漂移会造成形态失真。
运行变形分析和模态测试做一个就够了吗？
取决于问题。只是查找松动和连接失效，运行变形分析往往就能定位；如果怀疑共振、需要确定移频方案，就要结合模态测试或升降速测试。运行变形分析说明实际怎么动，模态测试说明结构容易在什么频率被激起。
动画里动得最大的地方，就是问题所在吗？
不一定。动得最大可能只是悬臂端等自然响应大的部位。更重要的是沿传递路径的幅值突变和相位不连续，这些位置往往是松动、脱空或刚度不足的环节。结论还需要现场检查和整改后复测来验证。
运行变形分析能找出地脚螺栓松动吗？
能提供很直接的线索。机脚和底座两侧测点的幅值跳变或相位错开，说明连接处存在相对运动。随后逐个检查螺栓紧固和接触面，必要时松紧单个螺栓对比振动变化，就能确认具体位置。
变频设备转速一直在变，还能做运行变形分析吗？
可以在测试期间把设备固定在关心的转速下运行。如果不能固定，可以使用转速信号做阶次跟踪，或增加同步采集的通道数，减少分批测量的时间差。转速波动较大时，拼合结果的可靠性会下降。