近日，北京威谱测光电科技有限公司（品牌简称“威谱测”，英文品牌 VIPICO）技术团队走进西卡中国声学研发中心，围绕多层阻尼材料开展非接触运行变形测试。现场采用云台扫描激光测振仪，对试件表面进行空间标定、测点规划和逐点振动采集，在选定工况与频率下重建 ODS（Operational Deflection Shape，运行变形），用于观察不同区域的振动幅值、相对相位和空间变形特征。
本次内容重点介绍测试方法与质量控制。材料配方、试样尺寸、激励频段及定量测试结果属于项目资料，不在本文披露。
ODS 测试回答的是什么问题
ODS 描述的是结构在某一实际工况或试验激励下、某一频率或阶次处的空间运动形态。将多个测点的幅值与相位映射到几何模型后，工程师可以直观看到节点位置、局部响应集中区以及不同区域之间的相对运动关系。
需要特别说明的是，ODS 不等同于结构自身的模态振型。ODS 中可能同时包含结构模态、外部强迫响应、边界条件和多个模态叠加的影响。它适合回答“当前工况下结构怎样运动”，却不能仅凭一幅运行变形图直接给出固有频率、阻尼比和独立模态参数。若测试目标是识别结构本征特性，还需要根据激励和参考条件选择 EMA 或 OMA，并完成相应的模态分析。
延伸阅读：ODS、OMA 与 EMA 的区别。
为什么多层阻尼材料适合采用扫描激光测振仪
多层阻尼结构通常由基材、阻尼层、约束层或其他功能层组合而成。层间结合、局部厚度、夹持方式以及材料黏弹性都会共同影响结构的动态响应。对于薄片或轻质试件，大量粘贴加速度传感器可能引入附加质量，也会限制可布置测点的数量和位置。
扫描激光测振仪以光作为传感手段，无需在每个测点安装传感器。完成测量区域标定后，系统可按照规划网格依次采集各点响应，并将结果映射回试件表面。这种方式尤其适合以下任务：
- 观察多层板件在目标频率下的整体和局部运行变形；
- 提高测点空间密度，辨认传统少测点方案可能遗漏的局部响应；
- 在不增加试件表面质量的条件下比较不同区域的振动特征；
- 为后续测点优化、结构改进或进一步的模态分析提供依据。
非接触并不意味着测试可以忽略条件控制。表面反射率、入射角、工作距离、夹持边界、激励稳定性以及公共参考信号都会影响最终结果，必须在方案设计和数据审核阶段逐项确认。
从空间标定到运行变形可视化的测试流程
| 阶段 | 现场工作重点 | 质量控制与输出 |
|---|---|---|
| 1. 明确目标与边界 | 确认试件结构、夹持方式、关注频段和希望比较的区域 | 记录边界条件，避免把夹具或安装差异误判为材料差异 |
| 2. 空间标定与网格规划 | 建立相机、激光和试件之间的空间关系，在有效区域规划扫描测点 | 检查遮挡、入射角、表面反射和测点可达性 |
| 3. 激励与参考设置 | 根据测试任务设置激励和参考通道；需要可信相位时保留稳定的公共参考 | 确认激励在扫描过程中保持可比，避免相位基准漂移 |
| 4. 逐点非接触采集 | 按既定路径采集各测点振动响应 | 检查信噪比、饱和、失锁、异常点和重复性 |
| 5. ODS 重建 | 在目标频率或工况下组合各点幅值与相位，生成运行变形动画 | 区分真实响应、噪声点和边界引起的局部异常 |
| 6. 结果解释 | 比较响应集中区、节点分布和区域间相对运动 | ODS 用于解释工况下的变形；模态参数需另行辨识与验证 |
现场工作的价值不只是“扫完所有点”，而是保证每个测点能够被准确定位、每组响应可以相互比较、异常数据能够被追溯。威谱测系统将三维视觉标定、自动扫描、数据审核和后处理分析串联在同一工作流中，减少几何、测点和响应数据脱节的风险。
ODS 与模态分析如何配合
在材料与结构研发中，ODS 和模态分析往往承担不同任务。ODS 先把问题可视化：在当前激励与边界条件下，哪里振得更明显、哪些区域同相或反相、是否存在局部响应集中。随后，工程师可以根据目标选择进一步分析路径。
- 若记录了输入力并获得频响函数，可采用 EMA 识别固有频率、阻尼和模态振型；
- 若输入不可测，但有满足要求的多点运行响应和固定参考，可评估采用 OMA；
- 若主要目的是复现某个工作频率下的实际变形，则 ODS 本身就是更直接的结果形式。
因此，不能把所有共振峰都直接命名为“模态”，也不能把 ODS 动画单独当作阻尼测量结果。正确做法是先明确测量问题，再选择与数据条件相匹配的分析方法。
本次现场实践的工程意义
本次多层阻尼材料 ODS 测试展示了一条清晰的非接触测试链路：从试件边界确认、视觉标定和测点规划开始，经扫描激光测振仪逐点采集，再进入数据审核与运行变形可视化。测试结果可用于辅助判断目标工况下的空间响应分布，并为后续样件对比、测点优化或模态分析提供依据。
对于材料企业而言，这类测试的核心价值不在于生成一段动画，而在于把分散的频谱曲线转化为可以讨论和复核的空间证据。要形成可靠的样件对比，还应保持夹持方式、激励条件、测点网格、环境状态和数据处理规则一致。
扫描激光测振仪与相关技术资料
了解云台扫描激光测振仪的系统组成与公开参数，或查看激光扫描模态测量与分析软件如何完成测点管理、数据审核、ODS、OMA 与 EMA 后处理。针对材料阻尼与固有频率测试，可继续阅读非接触激光测振在材料阻尼测量中的应用。如需结合试样、边界和频率范围制定测试方案，可通过威谱测工程咨询服务沟通。
常见问题
ODS 是否就是模态振型
不是。ODS 是结构在特定工况与频率下的实际响应形态，可能包含强迫响应和多个模态的叠加；模态振型则是结构动力学模型中的本征特性，需要 EMA、OMA 等方法辨识并验证。
扫描激光测振仪能否直接测出材料阻尼
扫描激光测振仪负责获取非接触振动响应。阻尼值需要在明确的试验边界、激励和识别方法下计算，不能仅凭 ODS 动画直接得到。
为什么 ODS 测试需要公共参考
如果要重建具有可信相位关系的运行变形，各扫描点必须相对于同一个稳定参考进行比较。没有公共参考时，幅值分布仍可能有用，但相位与变形动画的解释会受到限制。
多层材料对比时最容易忽略什么
最容易忽略的是边界一致性。夹持位置、预紧状态、激励位置、测点网格和环境条件变化，都可能对响应产生与材料差异相近甚至更大的影响。
表面反光或颜色不一致会影响激光测振吗
可能会。表面反射率、入射角和距离会影响回光质量。测试前应检查信号强度，并根据实际情况调整角度、工作距离或采用适合的表面处理，同时记录处理方式以保证样件对比公平。
参考资料
- VIPICO，云台扫描激光测振仪
- Siemens Digital Industries Software，What is an Operational Deflection Shape (ODS)
- ISO 7626-1:2011，Mechanical vibration and shock — Experimental determination of mechanical mobility — Part 1
技术审核：Mr. Sun｜技术经理
