機械系統固有頻率的多樣性
當一個靜止的物體，受到一個突發的而短促力的撞擊時，這個物體就會以多個振動頻率產生振動，每個頻率與這個物體的振動模型有關。
圖中給出了軸振動的前三個振型，實際上這個軸有無數個自振頻率和對應的振型。注意，振型階數越高，對支承軸承產生的偏轉作用力越小，所以當有高階振型存在時，軸及軸承上受到的應力作用比低階的小。
一個簡支軸共振時產生的振型固有頻率的方向性
一個物體不僅有無數個自振頻率及對應的振型，它們是處在不同的方向上，如圖是處在桌面方向上，也有無數個自振型是處在與之相垂直的方向上和軸向方向。
機械固有頻率測試
衝擊試驗
不用啟動機器，將加速度傳感器安裝在待測自振頻率的部件上，然後在同一方向或相反方向衝擊機器，與此同時使用FFT分析儀記錄下加速度傳感器的振動響應信號，分析儀上顯示的振動峰值所在的頻率，即是傳感器所安裝方向上的自振頻率。此試驗要在不同的位置進行，同時在三方向上都做，儘可能多地查明存在的自振頻率。
啟停機試驗
將加速度傳感器安裝在待測部件上，為了識別自振頻率，通常是繪製波特圖，在停機過程中，同時測量1X轉速振動的幅值和相位，在固有頻率轉速下將發生90°的相位移以及振動幅值的顯著增大。隨著轉速的不斷降低，振動相位將進一步發生90°的移動，當機器的轉速降低通過固有頻率後總振動相位移動了180°，振幅隨之降低。
波特圖中右側的峰值不是自振頻率，因為在這個轉速下沒有發生90°的相位移，而在左側的峰值是自振頻率，因為在這轉速下發生了90°的相位移，隨著轉速的下降直至相位移動180°
機器啟機和停機過程中，振動幅值和相位機器從6500RPM停機，通過兩個共振區：
過4850rpm時，振幅從僅0.13mil增大到0.87mil，然後再次下降到0.13mil
過2450rpm時，幅值增大到0.60mil，最後振幅再次減小，直到停車為止
如果該機器從0到2200rpm，或從2700到4300rpm，或從5300到6500rpm運轉，則很平穩。然而，如果該機器從約2300到2600rpm，或從4600到5100rpm運轉，則會出現嚴重的共振放大。
當機器共振時，振動相位變化90度，轉速通過共振點，相位180度。
轉子通過共振的響應
轉子重點(實際不平衡位置)相對於其高點(轉子最大撓曲點)奇特的相互關係。
在A區域中，剛性控制動態阻力，重點與高點之間無相位差。即在通過重點的瞬間位移最大。不平衡振動響應也隨著轉速的平方增大。
高於、低於和處在轉子共振頻率時，振動進入B區域時，阻尼使軸振動高點滯後於軸的重點一定的角度。當轉子第一階臨界轉速共振時，重點超前高點90度，限制振動響應的唯一參數就是阻尼值。
高於、低於和處在轉子共振頻率時，振動進入C區時，相位滯後繼續變化，在完全通過共振時接近180度。這時，意味著高點(轉子撓曲最大點)滯後於重點18O度。
動態阻力主要由質量控制，彈簧剛度或者阻尼幾乎沒有施加阻力，轉子系統幾乎成為純的質量響應。
在C區域內遠離第一階臨界轉速處(並遠在第二階臨界轉速區域之前)，即使離心力(Fc)繼續隨轉速的平方增加，而振動位移幾乎不變。其原因就是質量與加速度的乘積(mω2，ω=2πf／60)控制著c區域內的振動阻力。因此，即使離心力隨轉速平方增大，振動的動力阻力似乎也隨轉速的平方增大，抵消離心力，最終導致振動位移接近常數。