扩展头通常用于垂直环境试验。使用扩展头的目的是扩大振动台顶部的面积，以容纳安装大尺寸试验结构。每个扩展头的工作频率范围是振动台的关键参数之一。在振动控制试验中，通常用扩展头的一阶谐振频率作为工作频率范围的上限。

下图是对Sentek公司振动台HES1200M-1000/560扩展头做模态试验的照片。扩展头的尺寸是1200 x 1200 mm，扩展头被固定安装在Sentek H10056A 100kN振动台的顶部。

图1   Sentek振动台安装

为了确定该扩展头的频率响应特性，将扩展头安装在振动台动圈顶部进行模态试验。参考点位置选择在动圈上，在该位置粘贴加速度传感器，如下图所示。

图2 参考加速度计安装在振动台动圈上

扩展头顶部传感器相对参考点传感器的传递率反应扩展头对振动的放大和衰减情况。扩展头对振动的放大和衰减情况可以帮助用户确定最大工作频率。

扩展头顶部平面用7 x 7的网格划分，共49个测量点。我们用Spider-80M进行试验，通过巡回传感器的方法每次测量7个测量点。

图3 扩展头顶部平面的测量点

在EDM Modal软件里新建MIMO FRF测试，用宽频带随机激励信号激励扩展头。通过各种实验尝试，我们选择了突发随机信号类型。频率范围选择2.3kHz，覆盖了高达2000Hz的频率成分。

图4 EDM Modal MIMO FRF测试

下图是49个测量点的FRF信号。

图5 从模态数据选项叠加的FRF信号

使用EDM Modal 曲线拟合功能，识别出以下几阶模态。

图6 一阶模态

图7 三阶模态

图8 四阶模态

图9 六阶模态

这是对HES1200扩展头进行的第一轮模态试验。下一步是对扩展头做阻尼处理，然后重复进行相同的模态试验，比较机械结构的频率响应和模态特征是否发生变化。