当前位置:文档之家› 振动动力学

振动动力学

振动动力学
振动动力学

简谐振动的动力学方程为

物理模拟试题 一、填空题 1. 质点位置随时间变化的数学表达式称为质点的( 速度 )。 2. 质点的运动学方程为r 9)t (=i 3t 31+ j ,任意时刻的速度v =(t^2 j )。 3. 牛顿第二定律的原始表达式为( F=d(mv)/dt )。 4. 作用在质点上的合力在一段时间内的( 积分 )等于质点动量的改变量。 5. 作功多少与路径无关的力通常被称为( 保守力 )。 6. 地球绕太阳运动,在近地点时地球公转的速率比远地点大,则地球太阳系统的引力势能 是 ( 远 )地点比( 近 )地点大。(填远或近) 7. 在干燥的印刷车间,由于纸张间的( 静电作用 ),使纸张粘在一起,很难分 开,从而影响印刷效率。 8. 喷墨打印机的工作原理是利用带点墨滴在(静电场)受力产生偏转,从而达到控制墨滴 位置的目的。 9. 电容器可以储存电荷,也可以储存( 能量 )。 10. (安培力)力是洛仑兹力的宏观表现。 11. 磁记录是利用铁磁材料的(铁磁性 )特性和电磁感应规律记录信息的。 12. 对于均匀线形磁介质,B 与H 的关系为( B = μH )。 13. 楞次定律本质上讲是(能量的转化和守恒定律 )在电磁感应现象中的具体表现。 14. 变化的磁场在其周围空间产生的电场,称为(涡旋电场 )。 15. 变压器是利用( 电磁感应 )原理制成的。 16. 简谐振动的动力学方程为(x=Acos(2*π*t/T+φ))。 17. 决定简谐振动状态的物理量称为( 相位 )。 18. 在SI 中,频率的单位是(赫兹)。 19. 介质中质点的振动方向与波的传播方向相垂直的波称为(横波)。 20. 介质中质点的振动方向与波的传播方向相平行的波称为(纵波)。 21. ( 波长 )反映了波的空间周期性。 22. 光在被反射过程中,如果反射光在离开反射点时 振动方向恰好与入射光到达入射点时 的振动方向相反,这种现象称为(半波损失 )。 23. 干涉条纹不仅记录了光波的振幅,而且记录了光波的(相位),即干涉条纹记录了光波 的全部信息。 24. 当光源和屏到障碍物的距离都是无限远时,这种衍射称为(夫琅禾费衍射)衍射。 25. 当光源和屏到障碍物的距离都是有限远时,这种衍射称为(菲涅耳衍射)衍射。 26. 光的(偏振现象 )现象从实验上清楚地显示出光的横波性。 27. 马吕斯定律的数学表达式为(α201cos I I =)。 28. 当自然光以布儒斯特角射到两介质的界面时,反射光与折射光夹角为(90度)。 29. 形成激光的基本条件是⑴(自发吸收 );⑵( 自发辐射 );⑶

滚动轴承的振动机理与信号特征

滚动轴承的振动机理与信号特征 滚动轴承的振动可由外部振源引起,也可由轴承本身的结构特点及缺陷引起。此外,润滑剂在轴承运转时产生的流体动力也可以是振动(噪声)源。上述振源施加于轴承零件及附近的结构件上时都会激励起振动。 一、滚动轴承振动的基本参数 1.滚动轴承的典型结构 滚动轴承的典型结构如图1所示,它由内圈、外圈、滚动体和保持架四部分组成。 图1 滚动轴承的典型结构 图示滚动轴承的几何参数主要有: 轴承节径D:轴承滚动体中心所在的圆的直径 滚动体直径d:滚动体的平均直径 内圈滚道半径r1:内圈滚道的平均半径 外圈滚道半径r2:外圈滚道的平均半径 接触角α:滚动体受力方向与内外滚道垂直线的夹角 滚动体个数Z:滚珠或滚珠的数目 2.滚动轴承的特征频率 为分析轴承各部运动参数,先做如下假设:

(1)滚道与滚动体之间无相对滑动; (2)承受径向、轴向载荷时各部分无变形; (3)内圈滚道回转频率为fi; (4)外圈滚道回转频率为fO; (5)保持架回转频率(即滚动体公转频率为fc)。 参见图1,则滚动轴承工作时各点的转动速度如下: 内滑道上一点的速度为:V i=2πr1f i=πf i(D-dcosa) 外滑道上一点的速度为:V O=2πr2f O=πf O(D+dcosa) 保持架上一点的速度为:V c=1/2(V i+V O)=πf c D 由此可得保持架的旋转频率(即滚动体的公转频率)为: 从固定在保持架上的动坐标系来看,滚动体与内圈作无滑动滚动,它的回转频率之比与d/2r1成反比。由此可得滚动体相对于保持架的回转频率(即滚动体的自转频率,滚动体通过内滚道或外滚道的频率)fbc 根据滚动轴承的实际工作情况,定义滚动轴承内、外圈的相对转动频率为 一般情况下,滚动轴承外圈固定,内圈旋转,即: 同时考虑到滚动轴承有Z个滚动体,则滚动轴承的特征频率如下:滚动体在外圈滚道上的通过频率zfoc为:

大学物理A第九章 简谐振动

第九章 简谐振动 填空题(每空3分) 质点作简谐振动,当位移等于振幅一半时,动能与势能的比值为 ,位移等于 时,动能与势能相等。(3:1,2A ) 9-2两个谐振动方程为()120.03cos (),0.04cos 2()x t m x t m ωωπ==+则它们的合振幅为 。(0.05m ) 9-3两个同方向同频率的简谐振动的表达式分别为X 1=×10-2cos(T π2t+4 π ) (SI) , X 2=×10-2cos(T π2t -43π) (SI) ,则其合振动的表达式为______(SI).( X=×10-2cos(T π2t+4 π ) (SI)) 9-4一质点作周期为T 、振幅为A 的简谐振动,质点由平衡位置运动到2 A 处所需要的最短时间为_________。( 12 T ) 9-5 有两个同方向同频率的简谐振动,其表达式分别为 )4 cos(1π ω+ =t A x m 、 )4 3 cos(32πω+=t A x m ,则合振动的振幅为 。(2 A) 9-6 已知一质点作周期为T 、振幅为A 的简谐振动,质点由正向最大位移处运动到2 A 处所需要的最短时间为_________。 ( 6 T ) 9-7有两个同方向同频率的简谐振动,其表达式分别为 )75.010cos(03.01π+=t x m 、)25.010cos(04.02π-=t x m ,则合振动的振幅为 。 (0.01m ) 质量0.10m kg =的物体,以振幅21.010m -?作简谐振动,其最大加速度为2 4.0m s -?,通过平衡 位置时的动能为 ;振动周期是 。(-3 2.010,10s J π?) 9-9一物体作简谐振动,当它处于正向位移一半处,且向平衡位置运动,则在该位置时的相位为 ;在该位置,势能和动能的比值为 。(3π) 9-10质量为0.1kg 的物体,以振幅21.010m -?作谐振动,其最大加速度为14.0m s -?,则通过最大位移处的势能为 。(3210J -?) 9-11一质点做谐振动,其振动方程为6cos(4)x t ππ=+(SI ),则其周期为 。

机械振动习题集与答案

《机械振动噪声学》习题集 1-1 阐明下列概念,必要时可用插图。 (a) 振动; (b) 周期振动和周期; (c) 简谐振动。振幅、频率和相位角。 1-2 一简谐运动,振幅为 0.20 cm,周期为 0.15 s,求最大的速度和加速度。 1-3 一加速度计指示结构谐振在 82 Hz 时具有最大加速度 50 g,求其振动的振幅。 1-4 一简谐振动频率为 10 Hz,最大速度为 4.57 m/s,求其振幅、周期和最大加速度。1-5 证明两个同频率但不同相位角的简谐运动的合成仍是同频率的简谐运动。即: A cos n t + B cos (n t + ) = C cos (n t + ' ),并讨论=0、/2 和三种特例。 1-6 一台面以一定频率作垂直正弦运动,如要求台面上的物体保持与台面接触,则台面的最大振幅可有多大? 1-7 计算两简谐运动x1 = X1 cos t和x2 = X2 cos ( + ) t之和。其中<< 。如发生拍的现象,求其振幅和拍频。 1-8 将下列复数写成指数A e i 形式: (a) 1 + i3 (b) 2 (c) 3 / (3 - i ) (d) 5 i (e) 3 / (3 - i ) 2 (f) (3 + i ) (3 + 4 i ) (g) (3 - i ) (3 - 4 i ) (h) ( 2 i ) 2 + 3 i + 8 2-1 钢结构桌子的周期=0.4 s,今在桌子上放W = 30 N 的重物,如图2-1所示。 已知周期的变化=0.1 s。求:( a ) 放重物后桌子的周期;( b )桌子的质量和刚度。 2-2 如图2-2所示,长度为 L、质量为 m 的均质刚性杆由两根刚度为k 的弹簧系住,求杆绕O点微幅振动的微分方程。 2-3 如图2-3所示,质量为m、半径为r的圆柱体,可沿水平面作纯滚动,它的圆心O 用刚度为k的弹簧相连,求系统的振动微分方程。 图2-1 图2-2 图2-3 2-4 如图2-4所示,质量为m、半径为R的圆柱体,可沿水平面作纯滚动,与圆心O距离为a 处用两根刚度为k的弹簧相连,求系统作微振动的微分方程。 2-5 求图2-5所示弹簧-质量-滑轮系统的振动微分方程。

滚动轴承的振动信号特征分析报告

南昌航空大学实验报告 课程名称:数字信号处理 实验名称:滚动轴承的振动信号特征分析实验时间: 2013年5月14日 班级: 100421 学号: 10042134 姓名:吴涌涛 成绩:

滚动轴承的振动信号特征分析 一、实验目的 利用《数字信号处理》课程中学习的序列运算、周期信号知识、DFT 知识,对给定的正常轴承数据、内圈故障轴承数据、外圈故障轴承数据、滚珠故障轴承数据进行时域特征或频域特征提取和分析,找出能区分四种状态(滚动轴承的外圈故障、内圈故障、滚珠故障和正常状态)的特征。 二、实验原理 振动机理分析:机械在运动时,由于旋转件的不平衡、负载的不均匀、结构刚度的各向异性、间隙、润滑不良、支撑松动等因素,总是伴随着各种振动。 振动的幅值、频率和相位是振动的三个基本参数,称为振动三要素。 幅值:幅值是振动强度的标志,它可以用峰值、有效值、平均值等方法来表示。 频率:不同的频率成分反映系统内不同的振源。通过频谱分析可以确定主要频率成分及其幅值大小,从而寻找振源,采取相应的措施。 相位:振动信号的相位信息十分重要,如利用相位关系确定共振点、测量振型、旋转件动平衡、有源振动控制、降噪等。对于复杂振动的波形分析,各谐波的相位关系是不可缺少的。 在振动测量时,应合理选择测量参数,如振动位移是研究强度和变形的重要依据;振动加速度与作用力或载荷成正比,是研究动力强度和疲劳的重要依据;振动速度决定了噪声的高低,人对机械振动的敏感程度在很大频率范围内是由速度决定的。速度又与能量和功率有关,并决定动量的大小。 提取振动信号的幅域、时域、频域、时频域特征,根据特征进行故

障有无、故障类型和故障程度三个层次的判断。 三、 实验内容 Step1、使用importdata ()函数导入振动数据。 Step2、把大量数据分割成周期为单元的数据,分割方法为: 设振动信号为{x k }(k =1,2,3,…,n )采样频率为f s ,传动轴的转动速率为V r 。 采样间隔为: 1 s t f ?= (1) 旋转频率为: 60 r r V f = (2) 传动轴的转动周期为: 1 r T f = (3) 由式(1)和(3)可推出振动信号一个周期内采样点数N : 1 1s r r s f f T N t f f = ==? (4) 由式(2)可得到传动轴的转动基频f r =29.95Hz ,再由式(3)可得到一个周期内采样点数N=400.67,取N =400。 Step3、提取振动信号的特征,分析方法包括: 1、时域统计分析指标(波形指标(Shape Factor)、峰值指标(Crest Factor)、脉冲指标(Impulse Factor)、裕度指标(Clearance Factor)、峭度指标(KurtosisValue) )等,相关计算公式如下: (1)波形指标: P f X WK X = (5) 其中,P X 为峰值,X 为均值。p X 计算公式如下:

噪声与振动复习题及答案

噪声与振动复习题及参考答案(40题) 参考资料 1、杜功焕等,声学基础,第一版(1981),上海科学技术出版社。 2、环境监测技术规范(噪声部分),1986年,国家环境保护局。 3、马大猷等,声学手册,第一版(1984),科学技术出版社。 4、噪声监测与控制原理(1990),中国环境科学出版社。 一、填空题 1.在常温空气中,频率为500Hz的声音其波长为。 答:0.68米(波长=声速/频率) 2.测量噪声时,要求风力。 答:小于5.5米/秒(或小于4级) 3.从物理学观点噪声是由;从环境保护的观点,噪声是 指。 答:频率上和统计上完全无规的振动人们所不需要的声音 4.噪声污染属于污染,污染特点是其具有、、。 答:能量可感受性瞬时性局部性 5.环境噪声是指,城市环境噪声按来源可分 为、、、、。 答:户外各种噪声的总称交通噪声工业噪声施工噪声社会生活噪声 其它噪声 6.声压级常用公式Lp= 表示,单位。 答: Lp=20 LgP/P° dB(分贝) 7.声级计按其精度可分为四种类型:O型声级计,是;Ⅰ型声级计为;Ⅱ型声级计为;Ⅲ型声级计为,一般 用于环境噪声监测。 答:作为实验室用的标准声级计精密声级计普通声级计调查声级计不得 8.用A声级与C声级一起对照,可以粗略判别噪声信号的频谱特性:若A声级比C声级小得多时,噪声呈性;若A声级与C声级接近,噪声呈性;如果A声级比C声级还高出1-2分贝,则说明该噪声信号在 Hz 范围内必定有峰值。 答:低频性高频性 2000-5000 9.倍频程的每个频带的上限频率与下限频率之比为。1/3倍频程的每个频带的上限频率与下限频率之比 为;工程频谱测量常用的八个倍频程段是 Hz。 答:2 2-1/3 63,125,250,500,1K,2K,4K,8K 10.由于噪声的存在,通常会降低人耳对其它声音的,并使听阈,这种现象称为掩蔽。 答:听觉灵敏度推移 11.声级计校准方式分为校准和校准两种;当两种校准方式校准结果不吻合时,以校准结果为准。 答:电声声 12.我国规定的环境噪声常规监测项目为、和;选测项目有、和。 答:昼间区域环境噪声昼间道路交通噪声功能区噪声夜间区域环境噪声 夜间道路交通噪声高空噪声 13.扰民噪声监测点应设在。 答:受影响的居民户外1米处

车辆振动信号的特征提取方法比较

第37卷 第4期吉林大学学报(工学版) Vol.37 No.4 2007年7月Journal o f Jilin U niv ersity(Engineering and T echnolo gy Edition) July2007车辆振动信号的特征提取方法比较 廖庆斌1,李舜酩1,覃小攀2 (1.南京航空航天大学能源与动力学院,南京210016; 2.吉林大学汽车工程学院,长春130022) 摘 要:针对用于车辆振动信号分析的常用方法:小波分析方法和H ilbert H uang变换方法,以及作者新近提出的时序多相关 经验模式分解方法,通过仿真对比分析了它们各自的特点以及它们在振动信号特征提取中的适用性。非线性信号的仿真分析表明,在没有噪声或分析对象背景噪声较小的情况下,后两种方法能提取到特征信号,小波分析不适合非线性信号的分析;在强背景噪声下,前两种方法均不能得到满意的特征信息,而时序多相关 经验模式分解方法能提取到所需的目标信息。最后将时序多相关 经验模式分解方法用于某特种车辆特征信号的提取,得到了满意的结果,验证了该方法在车辆振动信号特征提取中的有效性。 关键词:信息处理技术;振动信号;特征提取;小波分析;H ilbert H uang变换;时间序列多相关;经验模式分解 中图分类号:T N911;U270 文献标识码:A 文章编号:1671 5497(2007)04 0910 06 Comparison of feature extraction methods of vehicle vibration signal Liao Qing bin1,Li Shun m ing1,Qin Xiao pan2 (1.College of E ner gy and P ower E ngineer ing,N anj ing Univer sity of A er onautics and A s tronautics,N anj ing210016, China;2.College of A uto motiv e Engineer ing,J ilin Univ er sity,Changchun130022,China) Abstract:The v ibration signals o f a vehicle alw ay s car ry the dynamic info rmation of the vehicle.These signals are very useful for the health monitoring and fault diag no sis.H ow ever,in many cases, because these sig nals have v ery low signal to no ise ratio(SNR),to ex tract feature co mpo nents beco mes difficult and the applicability of info rmation drops dow n.T he characters of feature extraction of vibration signal w er e compared,among the tw o popular m ethods named w avelet analy sis(WA)and H ilbert H uang translatio n(H H T)and the multi correlatio n o f tim e series and empirical mo de decom po sitio n(M CT S EM D),via simulation.And the applicability of them w as analyzed using the simulatio n signal.The H H T and M CTS EM D can extract the feature signal in no interference of noise or the SNR is a larg e number,w hile the WA is not suit for the featur e ex tr actio n o f nonlinear signal. In the str ong backgro und noise,the WA and H H T can not w ork w ell,contrasting them;the M CTS EM D can ex tract the w anted object inform ation.A t last,T he M CTS EM D method w as used to ex tract the featur e sig nal of som e special vehicle,a satisfactor y result can be g et,this validity of MCT S EMD w as validated in the feature ex traction of v ehicle vibration sig nal. Key words:info rmatio n processing;v ibration signal;feature extraction;w avelet analy sis;H ilbert H uang 收稿日期:2006 06 22. 基金项目:航空科学基金资助项目(04I52066);国家自然科学基金资助项目(50675099). 作者简介:廖庆斌(1979 ),男,博士研究生.研究方向:振动、噪声的分析与控制.E mail:qb_liao@https://www.doczj.com/doc/0a6049970.html, 通讯联系人:李舜酩(1962 ),男,教授,博士生导师.研究方向:振动噪声分析与控制,现代信号处理,转子振动监测与诊断.E ma il:lishunm ing69@https://www.doczj.com/doc/0a6049970.html,

大学物理振动波动例题习题

精品 振动波动 一、例题 (一)振动 1.证明单摆是简谐振动,给出振动周期及圆频率。 2. 一质点沿x 轴作简谐运动,振幅为12cm ,周期为2s 。当t = 0时, 位移为6cm ,且向x 轴正方向运动。 求: (1) 振动表达式; (2) t = 0.5s 时,质点的位置、速度和加速度; (3)如果在某时刻质点位于x =-0.6cm ,且向x 轴负方向运动,求从该位置回到平衡位置所需要的时间。 3. 已知两同方向,同频率的简谐振动的方程分别为: x 1= 0.05cos (10 t + 0.75π) 20.06cos(100.25)(SI)x t π=+ 求:(1)合振动的初相及振幅. (2)若有另一同方向、同频率的简谐振动x 3 = 0.07cos (10 t +? 3 ), 则当? 3为多少时 x 1 + x 3 的振幅最大?又? 3为多少时 x 2 + x 3的振幅最小? (二)波动 1. 平面简谐波沿x 轴正方向传播,振幅为2 cm ,频率为 50 Hz ,波速为 200 m/s 。在t = 0时,x = 0处的质点正在平衡位置向y 轴正方向运动, 求:(1)波动方程 (2)x = 4 m 处媒质质点振动的表达式及该点在t = 2 s 时的振动速度。 2. 一平面简谐波以速度m/s 8.0=u 沿x 轴负方向传播。已知原点的振动曲线如图所示。求:(1)原点的振动表达式; (2)波动表达式; (3)同一时刻相距m 1的两点之间的位相差。 3. 两相干波源S 1和S 2的振动方程分别是1cos y A t ω=和2cos(/2)y A t ωπ=+。 S 1距P 点3个波长,S 2距P 点21/4个波长。求:两波在P 点引起的合振动振幅。

大学物理振动习题含答案

一、选择题: 1.3001:把单摆摆球从平衡位置向位移正方向拉开,使摆线与竖直方向成一微小角度θ ,然后由静止放手任其振动,从放手时开始计时。若用余弦函数表示其运动方程,则该单摆振动的初相为 (A) π (B) π/2 (C) 0 (D) θ [ ] 2.3002:两个质点各自作简谐振动,它们的振幅相同、周期相同。第一个质点的振动方程为x 1 = A cos(ωt + α)。当第一个质点从相对于其平衡位置的正位移处回到平衡位置时,第二个质点正在最大正位移处。则第二个质点的振动方程为: (A) )π21cos(2++=αωt A x (B) ) π2 1cos(2- +=αωt A x (C) ) π23cos(2- +=αωt A x (D) )cos(2π++=αωt A x [ ] 3.3007:一质量为m 的物体挂在劲度系数为k 的轻弹簧下面,振动角频率为ω。若把此弹簧分割成二等份,将物体m 挂在分割后的一根弹簧上,则振动角频率是 (A) 2 ω (B) ω2 (C) 2/ω (D) ω /2 [ ] 4.3396:一质点作简谐振动。其运动速度与时间的曲线如图所示。若质点的振动规律 用余弦函数描述,则其初相应为 (A) π/6 (B) 5π/6 (C) -5π/6 (D) -π/6 (E) -2π/3 [ ] 5.3552:一个弹簧振子和一个单摆(只考虑小幅度摆动),在地面上的固有振动周期分别为T 1和T 2。将它们拿到月球上去,相应的周期分别为1T '和2T '。则有 (A) 11T T >'且22T T >' (B) 11T T <'且22T T <' (C) 11T T ='且22T T =' (D) 11T T ='且22T T >' [ ] 6.5178:一质点沿x 轴作简谐振动,振动方程为 ) 31 2cos(10 42 π+ π?=-t x (SI)。 从t = 0时刻起,到质点位置在x = -2 cm 处,且向x 轴正方向运动的最短时间间隔为 (A) s 8 1 (B) s 6 1 (C) s 4 1 (D) s 3 1 (E) s 2 1 [ ] 7.5179:一弹簧振子,重物的质量为m ,弹簧的劲度系数为k ,该振子作振幅为A 的简谐振动。当重物通过平衡位置且向规定的正方向运动时,开始计时。则其振动方程为: (A) )21/(cos π+=t m k A x (B) )21 /cos(π-=t m k A x (C) )π21/(cos + =t k m A x (D) )21/cos(π- =t k m A x (E) t m /k A x cos = [ ] 8.5312:一质点在x 轴上作简谐振动,振辐A = 4 cm ,周期T = 2 s ,其平衡位置取作坐标原点。若t = 0时刻质点第一次通过x = -2 cm 处,且向x 轴负方向运动,则质点第二次通过x = -2 cm 处的时刻为 v v 2 1

噪声与振动复习题及答案

噪声与振动复习题及参考答案(题) 参考资料 1、杜功焕等,声学基础,第一版(),上海科学技术出版社. 2、环境监测技术规范(噪声部分),年,国家环境保护局. 3、马大猷等,声学手册,第一版(),科学技术出版社. 4、噪声监测与控制原理(),中国环境科学出版社. 一、填空题 .在常温空气中,频率为地声音其波长为. 答:米(波长声速频率) .测量噪声时,要求风力. 答:小于米秒(或小于级) .从物理学观点噪声是由;从环境保护地观点,噪声是指. 答:频率上和统计上完全无规地振动人们所不需要地声音 .噪声污染属于污染,污染特点是其具有、、. 答:能量可感受性瞬时性局部性 .环境噪声是指,城市环境噪声按来源可分为、、、、. 答:户外各种噪声地总称交通噪声工业噪声施工噪声社会生活噪声 其它噪声 .声压级常用公式表示,单位. 答:°(分贝) .声级计按其精度可分为四种类型:型声级计,是;Ⅰ型声级计为;Ⅱ型声级计为;Ⅲ型声级计为,一般 用于环境噪声监测. 答:作为实验室用地标准声级计精密声级计普通声级计调查声级计不得 .用声级与声级一起对照,可以粗略判别噪声信号地频谱特性:若声级比声级小得多时,噪声呈性;若声级与声级接近,噪声呈性;如果声级比声级还高出分贝,则说明该噪声信号在范围内必定有峰值. 答:低频性高频性 .倍频程地每个频带地上限频率与下限频率之比为.倍频程地每个频带地上限频率与下限频率之比为;工程频谱测量常用地八个倍频程段是. 答:,,,,,,, .由于噪声地存在,通常会降低人耳对其它声音地,并使听阈,这种现象称为掩蔽. 答:听觉灵敏度推移 .声级计校准方式分为校准和校准两种;当两种校准方式校准结果不吻合时,以校准结果为准. 答:电声声 .我国规定地环境噪声常规监测项目为、和;选测项目有、和. 答:昼间区域环境噪声昼间道路交通噪声功能区噪声夜间区域环境噪声 夜间道路交通噪声高空噪声 .扰民噪声监测点应设在. 答:受影响地居民户外米处 .建筑施工场界噪声测量应在、、、四个施工阶段进行. 答:土石方打桩结构装修 .在环境问题中,振动测量包括两类:一类是振动测量;另一类是.造成人称环境振动. 答:对引起噪声辐射地物体对环境振动地测量整体暴露在振动环境中地振动 .人能感觉到地振动按频率范围划分,低于为低频振动;为中频振动;为高频振动.对人体最有害地振动是振动频率与人体某些器官地固有频率 地振动.

齿轮箱振动信号特征提取的一种新方法

2010年第三届国际会议图像和信号处理(CISP2010) 齿轮箱振动信号特征提取的一种新方法 彭立,何清波,孔繁嚷 (精密机械与精密仪器系中国科技大学) 摘要:本文基于小波分析提出一种对于齿轮箱振动信号特征提取的新方法,并进行了研究!变速箱振动信号和1 / f过程的信号之间的功率谱相似,使基于小波变换的变速箱故障诊断的分形分析变得自然。那么对这种方法的原理进行了讨论。为了验证这一方法的可行性和实用性,进行了实验基础上的汽车变速器。箱体表面上附着的加速度传感器所收集的不同工作阶段的振动信号。然后预处理后,这些振动信号在不同小波尺度分解10个详细的信号通过离散小波变换与Dubieties小波。然后对3至7尺度的细节系数的差异进行了计算和加速度信号的分形特征,估计从斜坡的详细系数方差进展。时间窗口试验的结果表明,这些分形特征有显着不同的变速箱不同的工作阶段,并表现出较高的重复性,这表明,本文提出的方法提取的分型特征是说服和基于小波变换分形分析分类齿轮箱的振动信号有效。 关键词:特征提取,变速箱,振动,小波变换

1.导言 变速箱是在工业应用中最重要的设备之一。一个变速箱的意外故障可能导致人身伤亡和重大经济损失。在许多情况下,精度的仪器和设备是高度依赖于所使用的变速箱的动态性能。因此,变速箱的状态监测和故障诊断成为宝贵的系统维护和过程自动化,通常这些情况有必要制定,实施和部署在线诊断监测系统是独立经营的条件。齿轮典型故障包括腐蚀和更严重的打击[1]。许多功能生成方法已经被提出,如短时傅立叶变换(STFT),时间尺度小波分解[2,3],累积频谱等。结合信号检测与识别方法的故障诊断系统,可以实现多种故障的自动识别和正确的诊断。被认为是各种信号,如声音,图像和振动状态监测与故障诊断。通常用于齿轮箱状态监测振动信号,因为它很容易聚集,并有高的相关性与变速箱的工作条件。 变速箱振动产生的噪音会降低产品质量。重型齿轮箱振动甚至可以导致整个系统的异常运行,造成系统停机和客户的经济损失。因此,适当的变速箱振动监测在尽量减少维修停机时间是极具成本效益,同时通过提供预先警告和交货时间进而准备适当的纠正措施,并确保该制度不恶化到一个需要采取紧急行动的条件[8]。因此,重要的是要把齿轮箱振动诊断纳入计划的电机系统的故障诊断。较早的方法进行振动信号分析,概率分析,频率分析,时域分析和有限元分析[9,10,11,12]。振动信号的特点,是众所周知的,更容易被发现,而不是在时域频域。频率分析技术涉及的频率振动信号分析和进一步处理所产生的频谱,以获得诊断明确界定信息,如高频冲击脉冲。最近的时频分析方法变得越来越受欢迎。 齿轮箱的振动信号通常是嘈杂。因此,它是很难找到一个潜在的故障在变速箱的早期症状。一个显着的变速箱诊断的最新发展是时频分析中的应用。它能够揭示在整个频率范围内的信号随时间变化的频谱,因此可以在很大程度上克服传统技术的弊端。小波变换是一个功能强大的时频分析工具,披露在信号瞬态信息。最近,小波分析方法的应用范围从振动信号,声音信号在机械故障诊断和状态监测等领域迅速增加。具体来说,它已成为一个强大的光谱特性随时间变化的替代品的,因为广泛使用的频谱分析方法提供所观察到的频率成分的本地化信号的频率内容的非平稳信号的分析。这是因为这些信号的统计特性,大部分都是非平稳振动信号分析中非常重要的。因此,在实践中,小波变换方法对振动信号高频率的密切合作是短暂的,持续时间长的密切频率位于元件间距元件组的分析时间是适当的。本文所设计的功能,通过提取方法选择时频信号分析技术,分析振动信号的分形特征的离散小波变换。 分形分析的分形数据的建模。它由一个信号,数据集或对象,这可能是声音,图像,分子,网络或其他数据到指定的分形特征的方法。目前分形分析广泛使用在科学的所有领域。分形维数是一个非平稳信号的良好指标,它有不同的定义。变速箱的加速度信号代表复杂的图案,非固定的复杂的信号可以通过一些分形特征量化[13]。 据统计,牙齿断裂是最严重的变速箱故障。因此,我们的实验中关注的汽车变速器疲劳试验四个阶段,包括检测正常,轻微磨损,严重磨损及牙坏了。预处理后,变速箱的四个工作阶段的振动信号是离散小波变换的分析。信号分解为十个使用Dubieties的水平小波的阶数N= 12。然后进行了分形分析估算数据定义的分形特征。最后,反复试验结果表明,该方法是稳定和有效的,这表明,这种新的变速箱特征提取方法能起到良好的性能,具有很大的应用价值。 本文组织如下:第一节的背景介绍;第二节中,基于小波变换的功能估计的

大学物理习题解答8第八章振动与波动 (1)

第八章 振动与波动 本章提要 1. 简谐振动 · 物体在一定位置附近所作的周期性往复运动称为机械振动。 · 简谐振动运动方程 ()cos x A t ω?=+ 其中A 为振幅,ω 为角频率,(ωt+?)称为谐振动的相位,t =0时的相位? 称为初相位。 · 简谐振动速度方程 d () d sin x v A t t ωω?= =-+ · 简谐振动加速度方程 2 2 2d ()d cos x a A t t ωω?= =-+ · 简谐振动可用旋转矢量法表示。 2. 简谐振动的能量 · 若弹簧振子劲度系数为k ,振动物体质量为m ,在某一时刻m 的位移为x ,振动速度为v ,则振动物体m 动能为 2 12k E m v = · 弹簧的势能为 2 12p E kx = · 振子总能量为 P 2 2 2 2 2 211()+()22 1=2 sin cos k E E E m A t kA t kA ωω?ω?=+=++ 3. 阻尼振动

· 如果一个振动质点,除了受弹性力之外,还受到一个与速度成正比的阻尼作用,那么它将作振幅逐渐衰减的振动,也就是阻尼振动。 · 阻尼振动的动力学方程为 2 2 2d d 20d d x x x t t β ω++= 其中,γ是阻尼系数,2m γ β= 。 (1) 当22ωβ>时,振子的运动一个振幅随时间衰减的振动,称阻尼振动。 (2) 当22ωβ=时,不再出现振荡,称临界阻尼。 (3) 当22ωβ<时,不出现振荡,称过阻尼。 4. 受迫振动 · 振子在周期性外力作用下发生的振动叫受迫振动,周期性外力称驱动力 · 受迫振动的运动方程为 2 2 P 2d d 2d d cos x x F x t t t m β ωω++= 其中,2k m ω=,为振动系统的固有频率;2C m β=;F 为驱动力振幅。 · 当驱动力振动的频率p ω等于ω时,振幅出现最大值,称为共振。 5. 简谐振动的合成与分解 (1) 一维同频率的简谐振动的合成 若任一时刻t 两个振动的位移分别为 111()cos x A t ω?=+ 222()cos x A t ω?=+ 合振动方程可表示为 ()cos x A t ω?=+ 其中,A 和? 分别为合振动的振幅与初相位 A =

机械振动与噪声学复习

振动的危害:运载工具的振动;噪声;机械设备以及土木结构的破坏;地震;降低机器及仪表的精度。 振动的利用:琴弦振动;振动沉桩、振动拔桩以及振动捣固等;电子谐振器;振动检测;振动压路机;振动给料机;振动成型机等。 机械振动:机械或结构或状态在平衡位置附近的往复运动研究目的:掌握机械振动的规律,利用振动为人类造福;设法减少振动的危害。 减谐次数ν,指曲轴每转一周,激振力矩作用的次数。 实际系统离散化依据:简化的程度取决于系统本身的复杂程度、外界对它的作用形式和分析结果的精度要求等离散化原则:振动系统模型化的三种元件质量元件弹性元件阻尼元件 质量元件-无弹性、不耗能的刚体,储存动能的元件 弹性元件-无质量、不耗能,储存势能的元件 阻尼元件——以热能、声能等方式耗散系统的机械能。无质量、无弹性、线性耗能元件 简谐振动的性质1两个频率相同的减谐振动的合成仍是减谐振动,且保持原来的频率。 2、两个频率不相同的减谐振动的合成不再是减谐振动,频率比为有理数时为合成为周期振动;频率比为无理数时合成为非周期振动。 隔振:在振源和机器或结构等物体之间用弹性或阻尼装置连接,以减小振源对其它物体的影响 主动隔振(力传递率):减小振动系统对外界的影响。 被动隔振(位移传递率):减小外界振源对设备的影响。 机械振动:机械或结构在平衡位置附近的往复运动 自由度:确定系统在振动过程中任何瞬时几何位置所需独立坐标的数目。 单自由度系统振动确定系统在振动过程中任何瞬时几何位置只需要一个独立坐标的振动多自由度系统振动确定系统在振动过程中任何瞬时几何位置需要多个独立坐标的振动 连续系统振动确定系统在振动过程中任何瞬时几何位置需要无穷多个独立坐标的振动 自由振动系统受初始干扰或原有的外激励取消后产生的振动 强迫振动系统在外激励力作用下产生的振动 自激振动系统在输入和输出之间具有反馈特性并有能源补充而产生的振动 简谐振动能用一项时间的正弦或余弦函数表示系统响应的振动简谐三要素:振幅、周期(圆频率或频率)和初相位 周期振动能用时间的周期函数表示系统响应的振动 瞬态振动只能用时间的非周期衰减函数表示系统响应的振动 线性振动能用常系数线性微分方程描述的振动 非线性振动只能用非线性微分方程描述的振动 响应分析是在已知系统参数及外界激励的条件下求系统的响应 系统设计和系统辨识是已知系统的激励和响应求系统参数,其区别是:对于前者,系统尚不存在,需要设计合理的系统参数,使系统在已知激励下达到给定的响应水平;对于后者,系统已经存在,需要根据测量获得的激励和响应识别系统参数,以便更好地研究系统特性。环境预测是在已知系统响应和系统参数的条件下,确定系统的激励或系统周围的环境 频率较低的一个称为基频 振型某一固有频率下,系统质量与第一质量单元的振幅比即为振型 节点每一固有频率对应一个振型曲线,振型曲线中,振动过程中振幅始终为0的点称为节点,节点处动应力最大。 耦合如果质量矩阵和刚度矩阵不全是对角矩阵,这是称振动微分方程组中的坐标有耦合

大学物理A第九章简谐振动

第九章 简谐振动 一、填空题(每空3分) 9-1 质点作简谐振动,当位移等于振幅一半时,动能与势能的比值为 ,位移等于 时,动能与势能相等。(3:1,A ) 9-2两个谐振动方程为()120.03cos (),0.04cos 2()x t m x t m ωωπ==+则它们的合振幅为 。(0.05m ) 9-3两个同方向同频率的简谐振动的表达式分别为X 1=6.0×10-2cos( T π2t+4 π ) (SI) , X 2=4.0×10-2cos(T π 2t -43π) (SI) ,则其合振动的表达式为______(SI).( X=2.0×10-2cos( T π2t+4 π ) (SI)) 9-4一质点作周期为T 、振幅为A 的简谐振动,质点由平衡位置运动到2 A 处所需要的最短时间为_________。( 12 T ) 9-5 有两个同方向同频率的简谐振动,其表达式分别为 )4 cos(1π ω+ =t A x m 、 )4 3 cos(32πω+=t A x m ,则合振动的振幅为 。(2 A) 9-6 已知一质点作周期为T 、振幅为A 的简谐振动,质点由正向最大位移处运动到2 A 处所需要的最短时间为_________。 ( 6 T ) 9-7有两个同方向同频率的简谐振动,其表达式分别为 )75.010cos(03.01π+=t x m 、 )25.010cos(04.02π-=t x m ,则合振动的振幅为 。 (0.01m ) 9-8 质量0.10m kg =的物体,以振幅2 1.010m -?作简谐振动,其最大加速度为2 4.0m s -?,通 过平衡位置时的动能为 ;振动周期是 。(-3 2.010,10s J π?) 9-9一物体作简谐振动,当它处于正向位移一半处,且向平衡位置运动,则在该位置时的相位为 ;在该位置,势能和动能的比值为 。(π) 9-10质量为0.1kg 的物体,以振幅21.010m -?作谐振动,其最大加速度为14.0m s -?,则通过最大位移处的势能为 。(3210J -?)

噪声控制工程习题解答

第二章 习 题 3.频率为500Hz 的声波,在空气中、水中和钢中的波长分别为多少? (已知空气中的声速是340 m/s ,水中是1483 m/s ,钢中是6100 m/s) 解:由 C = λf (见p8, 式2-2) λ空气= C 空气/f= 340/500 = 0.68 m λ水= C 水/f = 1483/500 = 2.966 m λ钢= C 钢/f = 6100/500 = 12.2 m 6.在空气中离点声源2m 距离处测得声压p=0.6Pa ,求此处的声强I 、声能密度D 和声源的声功率W 各是多少? 解:由 c p I e 02/ρ=(p14, 式2-18) = 0.62/415 (取20℃空气的ρc=415 Pa·s/m, 见p23) = 8.67×10-4 W/m 2 202/c p D e ρ=(p14, 式2-17) = 0.62/415×340 (取20℃空气的ρc=415 Pa·s/m, c=340 m/s, 见p23) = 2.55×10-6 J/m 3 对点声源,以球面波处理,则在离点声源2m 处波阵面面积为S=4πr 2=50.3 m 2, 则声源的声功率为: W=IS (p14, 式2-19) =8.67×10-4 W/m 2 × 50.3 m 2 =4.36×10-2 W 11.三个声音各自在空间某点的声压级为70 dB 、75 dB 和65 dB ,求该点的总声压级。 解:三个声音互不相干,由n 个声源级的叠加计算公式: = 10×lg (100.1Lp1 + 100.1Lp2 +100.1Lp3) = 10×lg (100.1×70 +100.1×75 +100.1×65) = 10×lg (107 +107.5 +106.5) = 10×lg [106.5×(3.16+10+1)] = 65 + 11.5 = 76.5 dB 该点的总声压级为76.5 dB 。 12.在车间内测量某机器的噪声,在机器运转时测得声压级为87dB ,该机器停止运转

大学物理,课后习题,答案

第十七章 振 动 1、 一物体作简谐振动,振动方程为 )cos(A x 4 t π ω+=。求 4 T t = (T 为周期)时刻物体的加速度。 解:由振动加速度定义得 )4 cos(222πωω+-==t A dt x d a 代入4 T t = 224 22 )442cos(ωππωA A a T t =+-== 求得4T t =时物体的加速度为22 2 ωA 。 2、 一质点沿x轴作简谐振动,振动方程为)cos(x ππ312 t 2104+?=-(SI ) 。求:从t=0时刻起,到质点位置在x=-2cm 处,且向x轴正方向运动的最短时间间隔? 解:用旋转矢量图求解,如图所示 t=0时刻,质点的振动状态为: 3sin 08.0)3 2sin(204.002.0)30cos(04.0)3 2cos(04.000<-=+?-===+=+=ππππππ ππt dt dx v m t x 可见,t=0时质点在cm x 2=处,向x 轴负方向运动。 设t 时刻质点第一次达到cm x 2-=处,且向x 轴正方向运动0>v 。 则: π?=?min 5.02min ===?π πωπt (s ) 3、一物体作简谐振动,其速度最大值s m v m 2 103-?=,其振幅 m A 2102-?=。 若t=0时,物体位于平衡位置且向x轴的负方向运动.求: (1)振动周期T ; (2)加速度的最大值m a ; (3)振动方程的数值式。 解:设物体的振动方程为 ) cos(?ω+=t A x

则 ) c o s ( ) s i n ( 2 ?ωω?ωω+-=+-=t A a t A v (1) 由, ωA v m =及s m v m 2 103-?= 得 物体的振动周期:πππωπ34 10 31022 222 2=???===--m v A T (s ) (2) 加速度最大值: )(105.410 2)103(222222 2 s m A v A a m m ---?=??===ω (3) 由t=o 时,0 , 0<=v x 得 )0sin( 02.00 )0cos(02.000<+?-==+=?ω?v x 解之得:2 π ?= 质点的振动方程为:)2 23cos( 02.0π+=t x m 4、两个物体作同方向、同频率、同振幅的简谐振动。在振动过程中,每当第一个物体经过位移为2/A 的位置向平衡位置运动时,第二个物体也经过此位置,但向 解:设两物体的振动方向为X 轴正向,频率为ω某时刻两物体处于如图所示振动状态,由图可见,X 1比X 2超前 2 π ?= ? 5、二小球悬于同样长度l 平衡位置移开,使悬线和竖直线成一小角度θ,如图.现将二球同时放开,振动可看作简谐振动,则何者先到达最低位置? 解:第一球达最低位置需时:g l t 21 = 设第二球达最低点(平衡位置)需时: g l g l T t 424 14122ππ =?== 显然 24 2 >π 所以 12t t > 第一球先 到达最低位置。 6、一弹簧振子作简谐振动,求:当位移为振幅的一半时,其动能与总能量的比。 解:设振子振动方程为:) cos(?ω+=t A x

相关主题
相关文档 最新文档