第六章振动的测试
第六章振动的测试
第一节概述
机械振动是工业生产和日常生活中极为常见的现象。
与信号的分类类似，机械振动根据振动规律可以分成两大类：稳态振动和随机振动振动的幅值、频率和相位是振动的三个基本参数，称为振动三要素。只要测定这三个要素，也就决定了整个振动运动。
机械振动测试的目的可以分为两类：
(1)寻找振源、减少或消除振动，即消除被测量设备和结构所存在的振动 (2)测定结构或部件的动态特性以改进结构设计，提高抗振能力。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振动速度决定的，振动速度又与能量和功率有关，并决定了力的动量。
第二节惯性式传感器的力学模型
由直接作用在质量上的力所引起的受迫振动如图6－1 所示单自由度系统，
质量m 在外力的作用下的运动方程为
d 2z dz
m 2 c kz f ( t )
dt 2dt
式中，统
的输入；
c 为黏性阻尼系数；k 为弹簧刚度系数；?(t) 为系统的激振力，即系z(t)
为系统的输出。
图6－1 单自由度系统在质量块上受力时引起的
受迫振动
1k 2
1 ( )
2 2j ( ) nn
图 6－ 2 二阶系统的幅频和相频曲线
由相频图可以看出， 不论系统的阻尼率为多少， 在 n 1时位移始终落后 于激振力
90°，此现象称为相位共振。
相位共振现象可用于系统固有频率的测量。 当系统阻尼不为零时， 位移共振 频率
不易测准。但由于系统的相频特性总是滞后 90°，同时，相频曲线变化 陡峭，频率稍有
变化，相位就偏离 90°，故用相频特性来确定固有频率比较准 确。同时，要测量较准确
的稳态振幅，需要在共振点停留一定的时间，这往往 容易损坏设备。而通过扫频，在共
振点处即使振幅没有明显的增长，而相位也 陡峭地越过 90°，因此，利用相频测量更有
意义。
即 A( ) 1k
1 ( )2
n (2 )2 n () arctan 2 1( n n )2
为系统的固有频率， n k m ；ζ为系统的阻尼率， 图 6-2 所示。在幅频曲线上幅值最大处的频率称为位移共振频率，
c
2 km 。
它和系统
r n 1 2 2
显然，随着阻尼的增加，共振峰向原点移动；当无阻尼时，位移共振频率 r 即 为固有频
率 n ；当系统的阻尼率 ζ很小时，位移共振频率 r 接近系统的固有频 率 n ，可用作 n 的
估计值。
的固有频率的关系为
(a) 幅频曲线 (b) 相频曲线
2、基础运动引起的受迫振动 由基础运动所引起的受迫振动在大多数情况下， 振动系统
的受迫振动是由基 础运动所引起的，如道路的不平度引起的车辆垂直振动。
设基础的绝对位移为 Z 1，质量 m 的绝对位移为 Z 0，质量块相对于基础的位 移为
Z 01=Z 0- Z 1，如图 6-3 所示的力学模型可用牛顿第二定律得到，即
图 6－ 3 单自由度系统的基础激励
如果考察质量块 m 对基础的相对运动，则 m 的相对位移为
2
( ) arctan 1 ( n )
绘制的系统幅频和相频特性曲线如图 6－4 所示
m 2 dt 2 c dt (z 0 z 1) k(z 0 z 1) 0
上式写为：
d 2z 01 m 201 dt 2 频率响应函数、 d 2z 1
m 2 dt 2
H( )
1 ( )2
n c dz 01 kz 01 dt 01 幅频特性和相频特性
( n )2
A( ) 2j ( ) n
(
n )2
2
1 ( )
2 (2 )2
nn
z 01 z 0 z 1 。
(a) 幅频曲线 (b)
相频曲线
图 6－ 4 基础激振时质量块相对基础位移的幅
频和相频曲线
当输入为速度，
输出为相对位移时： A( )
n
1 ( )
2 2 (2 )2 n
当 n 时， A( ) 1 m
n 2 n c
。 当输入为加速度， 输出为相对位移时：
A( ) 1
2
2 n
1 ( )
2 n 2 (2 )2 n
1m 当 n 时， A( ) 12 m 。 n k
第三节 振动测量传感器 测振传感器是将被测对象的
机械振动量 (位移、速度或加速度 )转换为与之有 确定关系的电量 (如电流、电压或电荷 )
的装置。
一般根据振动测量方法的力学原理分为：
(1) 惯性式(绝对式 )拾振器；
(2) 相对式拾振器。
按照测量时拾振器是否和被测件接触分为：
(1) 接触式拾振器，又可分为相对式和绝对式两种，接触式相对拾振器又称 为跟随式
拾振器；
(2) 非接触式拾振器。
如图6-5 所示为惯性式拾振器的力学模型，它是一个由弹性元件支持在壳体上的质
量块所形成的具有黏性阻尼的单自由度系统。在测量时，拾振器的壳体固定在被测体上，
拾振器内的质量-弹簧系统(即所谓的惯性系统)受基础运动的激励而产生受迫运动。拾
振器的输出为质量块与壳体之间的相对运动对应的电信号。
图6-5 惯性式拾振器的力学模型
从图6-6 中可以看出：
(1) 当时，A a( )≈1/ =常数。当=0.7 时，在幅值误差小于5%的
情况下，拾振器的工作频率为≤0.58 。
(2) 当=0.7，=(0～0.58) 时，相频特性曲线近似为一过原点的斜直线，满足动态
测试相位不失真的条件。而当ζ=0.1，<0.22 时，相位滞后近似为0，接近理想相位测
试条件。
由于上述特性，惯性式加速度拾振器可用于宽带测振，如用于冲击、瞬态振动和
随机振动的测量。
图6-6 加速度拾振器的幅频特性
一、电涡流式位移传感器
电涡流式位移传感器是一种非接触式测振传感器，其基本原理是利用金属体在交变磁场中的涡电流效应。传感器线圈的厚度越小，其灵敏度越高。
涡流传感器已成系列，测量范围从± 0.5mm 至± 10mm以上，灵敏阈约为测量范围的0.1%。常用的外径8mm的传感器与工件的安装间隙约1mm，在± 0.5mm 范围内有良好的线性，灵敏度为
7.87mv/mm，频响范围为0～12000Hz。图6-7 为涡流传感器的示意图。
图6-7 涡流传感器的示意图
这类传感器具有线性范围大、灵敏度高、频率范围宽、抗干扰能力强、不受油污等介质影响以及非接触测量等特点。涡流传感器属于相对式拾振器，能方便地测量运动部件与静止部件间的间隙变化。表面粗糙度对测量几乎没有影响，但表面的微裂缝和被测材料的电导率和导磁率对灵敏度有影响。
电涡流传感器除用来测量静态位移外，被广泛用来测量汽轮机、压缩机、
电机等旋转轴系的振动、
轴向位移、转速等，在工
况监测与故障诊断中应用
甚广。
二、磁电式速度传感器磁
电式速度传感器为惯性式
速度传感
器，其工作原理
为：当有一线圈在穿过其磁通发生变化时，会1—弹簧2 —壳体 3 —阻尼环4 —磁钢 5 —线图圈6 - 86 —磁芯电轴式绝对速度计
产生感应电动势，电动势的输出与线圈的运动速度成正比
磁电式传感器的结构有两种，一种是绕组与壳体连接，磁钢用弹性元件支承，另一种是磁钢与壳体连接，绕组用弹性元件支承。常用的是后者。在测振时，传感器固定或紧压于被测系统，磁钢4与壳体2一起随被测系统的振动而振动，装在芯轴6 上的线圈5和阻尼环3 组成惯性系统的质量块并在磁场中运动。弹簧片1 径向刚度很大、轴向刚度很小，使惯性系统既得到可靠的径向支承，又保证有很低的轴向固有频率。阻尼环一方面可增加惯性系统质量，降低固有频率，另一方面在磁场中运动产生的阻尼力使振动系统具有合理的阻尼.
因线圈是作为质量块的组成部分，当它在磁场中运动时，其输出电压与线 圈切割磁力线的速度成正比。 前已指出，由基础运动所引起的受迫振动， 当 w>>w n 时，质量块在绝对空间中近乎静止，从而被测物( 它和壳体固接)与质量块的 相对位移、相对速度就分别近似其绝对位移和绝对速度。这样，绝对式速度计 实际上是先由惯性系统 将被测物体的振动速度 z 1(t) 转换成质块—壳体的相对 速度 z 01(t) ，而后用磁电变换原理，将 z 01(t) 转换成输出电压的。
为了扩展速度拾振器的工作频率下限，应采用 ξ=0.5~0.7 的阻尼比，在幅 值误差不超过 5%的情况下，工作下限可扩展到 w/w n =1.7 。这样的阻尼比也有 助于迅速衰减意外瞬态扰动所引起的瞬态振动。但这时的相频特性曲线与频率 不成线性关系，因此，在低频范围内无法保证相位的精确度。
磁电式传感器还可以做成相对式的， 见图 6-9 ，用来测量振动系统中两部件 之间的相对振动速度，壳体固定于一部件上，而顶杆与另一部件相连接。从而 使传感器内部的 线圈与磁钢产生相对运动，发出相应的电动势来。
在实际使用中，为了能够可以测量较低的频率，希望尽量降低绝对式速度 计的固有频率，但过大的质量块和 过低的弹簧刚度使其在重力场
中静 变形很大。这不仅引起结构上的困
难，而且易受交叉振动的干扰。因 此，
其固有频率一般取为 10 ～ 15Hz 。上
限测量频率决定于传感器
1—顶杆
2 —弹簧片
3 —磁钢
4 —线 圈
5 —图引出6-9线磁电 6式—相壳体
动速度传感器的优点是不需要外加电源，输 对速度传感器 出信号可以不经调理放大即可远距
离传送， 这在实际长期监测中是十分方 便的。另一方面，由于磁电式振动速度传感器中 存在机械运动部件，它与被测系统同频率振动，不仅限制了传感器的测量上限， 而 且其疲劳极限造成传感器的寿命比较短。 在长期连续测量中必须考虑传感器 的寿命，要求传感器的寿命大于被测对象的检修周期
三、压电式加速度传感器
1、压电式加速度计的结
构和安装
常用的压电式加速
(a) 中心安装- 8压 -
缩型 (b) 环形剪切型 (c) 三角
图 6-10 压剪电切式型加速度计
的惯性部分质
量，一般在 1kHz 以下。 磁电式振
度计的结构形式如图 6-10 所示。S 是弹簧， M 是质块， B 是基座，P 是压电元件， R 是夹持环。图 6-10a 是中央安 装压缩型，压电元件—质量块—弹簧系统装在 圆形中心支柱上，支柱与基座连接。这种结构有高的共振频率。然而基座
B 与
测试对 象连接时，如果基座 B 有变形则将直接影响拾振器输出。此外，测试对
象和环境温度变化将影响压电元件，并使预紧力发生变化， 易引起温度漂移。 图 6-10c 为三角剪切形，压电元件由夹持环将其夹牢在三角形中心柱上。加速 度计感受轴向振动时，压电元件承 受切应力。这种结构对底座变形和温度变化 有极好的隔离作用，有较高的共振频率和良好的线性。图 6-10b 为环形剪切型， 结构简单，能做成极小型、高共振频率的加速度计，环形质量块粘到装在中心 支柱上的环形压电元件上。由于粘结剂会随温度增高而变 软，因此最高工作温 度受到限制。
的 1/5 ，则可保证幅值误差小于 0.5dB （即 6%），相移小于 30
。但共振频率与加 速度计的固定状况有关，加速度计出厂时给出的幅频曲线是在刚性连接的固定 情况下得到的。实际使用的固定方法往往难于达到刚性连接，因而共振频率和 使用上限频率都会有所下降。
采用钢螺栓固定，是使共振频率能达到出厂共振频率的最好方法。螺栓不 得全部拧入基座螺孔，以免引起基座变形，影响加速度计的输出。在安装面上 涂一层硅脂可增加不平整安装表面的连接可靠性。需要绝缘时可用绝缘螺栓和 云母垫片来 固定加速度计，但垫圈应尽量簿。用一层簿蜡把加速度计粘在试件 平整表面上，也可用于低温（ 40℃以下）的场合。手持探针测振方法在多点测 试时使用特别方便，但测量误差较大，重复性差，使用上限频率一般不高于 1000Hz 。用专用永久磁铁固定加速度计，使用方便，多在低频测量中使用。此 法也可使加速度计与试件绝缘。 用硬性粘接螺栓或粘接剂的固定方法也长使用。 某种典型的加速度计采用上述各种固定方法的共振频率分别约为：钢螺栓固定 法 31kHz ，云母垫片 28kHz ，涂簿蜡层 29kHz ，手持法 2kHz ，永久磁铁固定法 7kHz 。
（2）压电式加速度计的灵敏度 压电加速度计属发电型传感器，可把它看 成电压源或电荷源，故灵敏度有电压灵敏度和电荷灵敏度两种表示方法。前者
是加速度计输出电压（ mV ）与所承受加速度之比；后者是加速度计输出电荷与
2
所承受加速度之比。 加速度单位为 m/s ，但在振动测量中往往用标准重力加速
2
度 g 作单位， 1g= 9.80665m/s 。这是一种已为大家所接受的表示方式，几乎所
有 测振仪器都用 g 作为加速度单位并在仪器的板面上和说明书中标出。
（3）压电加速度计的前置放大器 压电式传感器的前置放大器有：电压放 大器和电荷放大器。所
加速度计的使用上限频率取决
于幅频曲线中的共振频率图 （图 6-11 ）。
一般小阻尼 （z<=0.1） 的加速度计， 上限
频率若取为共振频率的 1/3 ，便可保证
幅值误差低于 1dB （即
12%）；若取为共振频率 图 6-11 压电式加速度计的幅频特性曲线
用电压放大器就是高输入阻抗的比例放大器。其电路比较简单，但输出受连接电缆对地电容的影响，适用于一般振动测量。电荷放大器以电容作负反馈，使用中基本不受电缆电容的影响。在电荷放大器中，通常用高质量的元、器件，输入阻抗高，但价格也比较贵。
从压电式传感器的力学模型看，它具有“低通”特性，原可测量极低频的振动。但实际上由于低频尤其小振幅振动时，加速度值小，传感器的灵敏度有限，因此输出的信号将很微弱，信噪比很低；另外电荷的泄漏，积分电路的漂移（用于测振动速度和位移）、器件的噪声都是不可避免的，所以实际低频端也出现“截止频率”，约为0.1 ～1Hz左右。
随着电子技术的发展，目前大部分压电式加速度计在壳体内都集成放大器，由它来完成阻抗变换的功能。这类内装集成放大器的加速度计可使用长电缆而无衰减，并可直接与大多数通用的仪表、计算机等连接。一般采用2 线制，即用2根电缆给传感器供给2 ～10mA的恒流电源，而输出信号也由这2 根电缆输出，大大方便了现场的接线。
四、阻抗头在对机械结构进行激振试验时，为了测量机械结构每一部位的阻抗值（力和
响应参数的比值），需要在结构的同一点上激振并测定它的响应。阻抗头就是专门用来传递激振力和测定激振点的受力及加速度响应的特殊传感器，其结构如图6-12（a）所示。使用时，阻抗头的安装面与被测机械紧固在一起，激振器的激振力输出顶杆与阻抗头的激振平台紧固在一起。激振器通过阻抗头将激振力传递并作用于被测结构上，如图6-12（b）所示。激振力使阻抗头中检测激振力的压电晶片受压力作用产生电荷并从激振力信号输出口输出。机械受激振力作用后产生受迫振动，其振动加速度通过阻抗头中的惯性质量块产生惯性力，使检测加速度的晶片受力作用产生电荷，从加速度信号输出端口输出。
阻抗头的安装结构图
图 6-12 阻抗头的原理及结构图
第四节 振动测量系统及其标定 在传感器出厂前及使用一
定年限后， 为了保证振动测试的可靠性和精确度， 必须对传感器及其测试系统进行校准。
对于拾振器来说，主要关心的是灵敏度和频率响应特性，对于常见的接 触式传感
器（速度计、加速度计）和非接触式（涡流位移传感器）应采用不同 的校准方法。
对于接触式传感器，常用的校准方法有绝对法和相对法。一种涡流位移传感 器的校准仪。它由电机驱动倾斜的金属板旋转，传感器通过悬臂梁固定在旋转 金属板的上方，并可在图示方向左右移动以产生不同幅值的振动，振动由千分 尺测得，并由振动监测器获得振动值，通过与已知振动输入比较进行校准。测 量的峰峰值为 50～254μm ，电机转速为 0～10000转/ 分。
一、绝对法 绝对法将拾振器固定在校准振动台上，由正弦信号发生器经功率放大器推 动振动台，用激光干涉振动仪直接测量振动台的振幅，再和被校准拾振器的输 出比较，以确定被校准拾振器的灵敏度，这便是用激光干涉仪的绝对校准法， 某种校准仪的校准误差在 20Hz ～2000Hz 范围内为 1.5%，在 2000Hz ～10000Hz 范围内为 2.5%，在
10000Hz ～ 20000Hz 范围内为 5%。此方法可以同时测量拾 振 器的频率响应。
采用激光干涉仪的绝对校准法设备复杂，操作和环境要求高，只适合计量 单位和测振仪器制造厂使用。
（a ） 阻抗头的结构原理图 (b)
振动仪器厂家常生产一种小型的、经过校准的已知振级的激振器。这种激振器只产生加速度为已知定值的几种频率的激振。这种装置不能全面标定频率响应曲线，但可以在现场方便地核查传感器在这给定频率点的灵敏度。
二、相对法
相对法此法又称为背靠背比较校准法。此法是将待校准的传感器和经过国家计量等部门严格校准过的传感器背靠背地（或仔细地并排地）安装在振动试验台上承受相同的振动。将两个传感器的输出进行比较，就可以计算出在该频率点待校准传感器的灵敏度。这时，严格校准过的传感器起着“振动标准传递”的作用。通常称为参考传感器。
第五节激振试验设备及激振动信号简介
一、振动台
有机械式振动台、电磁式振动台和电－液伺服振动台。
1、机械式振动试验台
机械式振动试验台属低频大载荷振动试验台，频率为5－80Hz，载荷从50kg －1000kg，位移为5mm 左右，加速度为3－20g。适宜于低频定振试验或低频定位移扫频试验，不能作定加速度扫频试验，机械式振动试验台是一种开环式振动试验设备。一次装夹可实现垂直和水平两方向振动。
2、电磁式振动试验台电动式振动试验台属高频、大位移、大推力振动试验台，频率
范围为5－3000Hz，推力可达十六吨，位移可达25.4mm。适宜于任何形式的给定信号的振动及冲击试验。电磁式振动试验台是一种闭环式振动试验设备
3、电－液式振动试验台
电液式振动试验台属中低频大位移、大推力振动试验台，频率为2－200Hz，推力可达数十吨，位移可达50mm 左右。适宜于低频定振试验或中低频扫频试验及随机试验和冲击实验。电液式振动试验台是一种闭环式振动试验设备。
图6-13 电－液伺服振动台
二、激振器将所需的激振信号变为激振力施加到被测对象上的装置称为激振器。激振器应能在所要求的频率范围内，提供波形良好、幅值足够和稳定的交变力，在某些情况下还需提供定值的稳定力。交变力可使被测对象产生需要的振动，稳定力则使被测对象受到一定的预加载荷，以便消除间隙或模拟某种稳定力。常用的激振器有电动式、电磁式和电液式三种。
1. 电动式激振器电动式激振器按其磁场的形成方法可分为永磁式和激磁式两种。前者用于小型激振器，后者多用于振动台上。
图6-14 电动式激振器电动激振器主要用来对试件进行绝对激振，因而在激振时，应让激振器壳体在空间基本保持静止，使激振器的能量尽量用在对试件的激振上。如图6-15 所示的激振器安装方法能满足上述要求。在进行较高频率的激振时，其安装方法如图6-15 (a) 所示。在进行低频激振时，应将激振器刚性地安装在地面或刚性很好的支架上，如图6-15 (b) 所示，并让安装支架的固有频率比激振频率高3 倍以上。当做水平绝对激振时，为了产生一定的预加载荷，激振器应水平悬挂，悬挂弹簧应与激振器的水平方向垂直的垂线间倾斜角，安装方法如图6-15 (c) 所示。
图 6-15 绝对激振时激振器的安装 三、力锤
力锤是一种产生瞬态激振力的激振器，由锤头 ,测力计 ,附加质量和锤柄四 部分组
成 .锤头装在测力计上 , 敲击时直接与试件接触。为了得到不同的脉冲宽 度,锤头可用不同的材料制成 ,根据测试频响要求 ,进行更换 .锤头的材料越软 , 其脉冲频谱越窄 ;反之锤头材料越硬 ,则脉冲频带越宽。脉冲锤的质量 (包括锤头, 力传感器及附加配重 )大小与脉冲力的大小及激励频带宽度有关 . 若力锤太小 , 能量不够 ; 力锤太大 ,灵敏度低 .所以应根据试件刚度和质量大小 , 频率范围等 选择力锤的适当大小。脉冲激振是用一个装有传感器的锤子(又称脉冲锤)敲 击被测对象，对被测对象施加一个力脉冲，同时测量激励和被测对
象。脉冲的 形成及有效频率取决于脉冲的持续时间则取决于锤端的材料，材料越硬越小， 则频率范围越大。脉冲锤激振简便高效，因此常被选用。但在着力点位置、力 的大小、方向的控制等方面，需要熟练的技巧，否则会产生很大的 随机误差。
四、模态分析中的几种激励信号介绍
振动的激励方式通常有稳态正弦激振、随机激振和瞬态激振三种。
1、稳态正弦激振
稳态正弦激振又称简谐激振， 它是借助于激振设备对被测对象施加一个频率 可控的简谐激振力。它的优点是激振功率大、信噪比高、能保证响应测试的精 度。因而是一种应用最为普遍的激振方法。
其工作原理就是对被测对象施加一个稳定的单一频率 的正弦激振力，即 ?(t )=
F 0sin 。该频率是可调的。在一定频段内对被测系统进行逐点的给定频 率的正弦激励的过程称扫描。稳定正弦激振方法优点是设备通用，可靠性较高； 缺点是需要较长的时间，因为系统达到稳态需要一定的时间，特别当系统阻尼 较小时，要有足够的响应时间。因此，扫频的范围有限，所以此方法也称为窄 带激振技术。
在进行稳态正弦激振时， 一般进行扫频激振， 通过扫频激振获得系统的大概 特性，而在靠近固有频率的重要频段再进行稳态正弦激振获取严格的动态特性。
(a) 高频激振时的安装方法 (b) 水平绝对激振时的安装方
法
随着电子技术的迅猛发展，以小型计算机和快速傅里叶变换为核心的谱分析仪和数据处理器在“实时”能力、分析精确度、频率分辨力、分析功能等方面提高很快，而且价格也越来越便宜，因此各种宽带激振的技术也越来越受到重视。
2、自动正弦扫描激振
使正弦激励信号在所需的频率范围内作快速扫描（在数秒内完成），激振信号频率在扫描周期T 内成线性增加，而幅值保持恒定。扫描信号的频谱曲线几乎是一根平滑的曲线，如图6-16 所示，从而能达到宽频带激励的目的。
图6-16 快速正弦扫描信号及其频谱
3、瞬态激振瞬态激振给被测系统提供的激励信号是一种瞬态信号，它属于一种宽频带激励，即一次激励，可同时给系统提供频带内各个频率成分的能量使系统产生相应频带内的频率响应。因此，它是一种快速测试方法。同时由于测试设备简单，灵活性大，故常在生产现场使用。目前常用的瞬态激振方法有脉冲锤击和阶跃松弛激励等方法。
（1）脉冲激振理想脉冲信号的频谱等于常数，即在无限频带内具有均匀的能量，
这在物理上是无法实现的。实际的脉冲都有一定的宽度，其频谱范围一般与宽度成反比，改变脉冲的宽度，即可控制激振频率范围。
脉冲激振既可以由脉冲信号控制激振器实现，也可以用敲击锤对试件直接施加脉冲力。敲击锤本身带有力传感器称力锤。脉冲宽度或激振频率范围，可以通过不同的锤头材料（橡胶、塑料、铝或钢等）来控制。力脉冲的幅值可以通过力锤本身的质量和配置来调节。
（2）阶跃激振
阶跃激振信号形如阶跃函数，也是一种瞬态激振方式。在试件激振点由一根刚度大、质量小的张力弦索经力传感器给试件以初始变形，然后突然切断弦索，即可产生阶跃激振力。阶跃激振的特点是激振频率范围较低( 通常在0～30Hz)，一般适用于大型柔性结构。
4、随机激振
随机激振一般用白噪声或伪随机信号发生器作为信号源，这是一种带宽激振方法。
白噪声发生器能产生连续的随机信号，其自相关函数在=0 处会形成陡峭的峰，当偏离时，自相关函数很快衰减，其自功率谱密度函数也接近为常值。当白噪声通过功放并控制激振器时，由于功放和激振器的通频带是有限的，所以实际的激振力频率不再在整个频率域中保持常数，但仍可以激起被激对象在一定频率范围内的随机振动。可获得系统的频率响应函数关系式：
式中，S xy (j f ) 为被测系统的输出/输入信号的互谱函数；S x(j f )为输入信号的自谱密度函数；H(j f )为计算得到系统得频率响应。
工程上有时希望能重复试验，就用伪随机信号或计算机产生伪随机码作为随机激振信号。随机激振测试系统具有快速甚至实时测试的优点，但它所用的设备较复杂，价格也较昂贵。
目录 第1章测试的目的 (1) 第 2 章高层建筑结构现场动力特性测试方法 (3) 2.1概述 (3) 2.2 影响高层建筑动力测试的环境因素 (3) 2.3高层建筑结构脉动测试测点分类 (3) 2.3.1水平振动测点 (3) 2.3.2扭转振动测点 (4) 2.4测点及测站布置原则 (4) 2.4.1找好中心位置布置平移振动测点。 (4) 2.4.2在建筑物的两侧布置扭转测点 (4) 2.5 传感器布置的方法 (5) 第3章西安建筑科技大学XX大楼现场动力测试 (6) 3.1 结构概况 (6) 3.2 测试目的 (6) 3.4 测试仪器设备 (6) 3.5 测试方案 (6) 3.6 脉动过程记录 (7) 3.7结果分析 (9) 3.8 结论 (11) 参考文献 (12)
第1章测试的目的 高层建筑结构的动力特性指它的自振频率、振型及阻尼比.虽然这些动力特性可以通过理论计算求得，但通过测试所得的动力特性仍然具有重要意义。主要表现在以下几个方面: ①.检验理论计算 理论计算方法求结构的自振频率时存在误差。于在理论计算过程中，要先确定计算简图和结构刚度，而实际结构往往是比较复杂的，计算简图都要经过简化，常填充墙等非结构构件并不记入结构刚度，而且结构的质量分布、材料实际性能、施工质量等都不能很准确的计算。因此，计算周期与实测周期相比，往往相差很多，据统计，大约前者为后者的1.5--3倍。这样，如果直接采用理论计算的自振周期计算等效地震荷载，往往使内力及位移偏小，设计的结构不够安全。因此，理论周期要用修正系数加以修正。现场实测可以得到建筑物建成后实际的动力特性，因此是准确可靠的。所得数据可以与理论计算数据进行对照比较，验证理论计算，也可为设计类似的对于超高层建筑提供经验及依据。 ②．验证经验公式 通过实测手段对各种不同类型的建筑物进行测试以后，可归纳总结出结构周期的规律，得到计算结构振动周期的经验公式。在估算结构动力特性及估算地震作用时采用经验公式可快速得到结果，方便实用。由于实测周期大都采用脉动试验的方法得到，是反映结构在微小变形下的动力特性，得的周期都比较短，如果激振力加大，结构周期会加长。在地震作用下，随着地震烈度不同，房屋会有不同程度的开裂破坏，刚度降低，自振周期会变长。因此，完全按照脉动测试的周期来确定同类型结构的周期，将使计算等效地震力加大，设计偏于保守。所以由脉动方法得到的实测周期需要乘以修正系数，再计算等效地震力。在大量测试工作和积累了丰富资料的基础上，这个修正系数的大小视结构类型、填充墙的多少而定，大约在1.1-1.5之间。在给出经验公式时，计入这一修正系数，这样既可以简化计算，又与实际周期较为接近。 ③.为结构安全性评估及损伤识别提供依据 建筑结构的质量问题不容忽视，它是直接关系着千家万户的生命财产安全和安居乐业的大事，建筑结构的质量状态评估日益受到人们的重视。传统的经验性的评估方法存在许多缺陷和不足，静力检测结构的缺陷也有许多局限性。动力检测应用于整体结构的质量评估受到国内外学者的广泛关注。近10年来，国内外学者一直在寻找一种能适用于复杂结构整体质量评估的方法。目前，到
本文主要是针对双轴直线振动筛的设计进行的，从整体布局到个别零件的选用都进行了改良，包括筛箱，筛面的设计和固定，激振器的形状，支撑方案的设计等等，还包括轴，齿轮，带轮，偏心块等零件的设计。采用单电机带动，齿轮传动来使得两个偏心块同步，另一方面采用用了座式结构，淘汰了以往悬挂式的方式，使得结构更加安全，占地面积更小。 本产品为生产能力为80t/h 的大型振动筛，对于筛框的材料有比较高的要求，现采用高强度和高冲击韧性的钢材，不仅仅提高了筛框的耐用度，还减轻了整个结构的重量，对弹簧的选则等许多方面也带来了很多的方便。 设计中还包括对连接和固定件的选用，采用耐用的十字轴联轴器，并用螺栓连接代替焊接，减小了焊接时应力对它的影响。还包括对产品的润滑，以及保养等日常维护措施。 关键词：振动筛激振器偏心块横梁
This article is carried out mainly according to the design of the two axle vibrating separators of straight line, from overall layout go to individual element choose to go on improving , include sifting the design of case and compass screen surface and the regular shape of vibrator , support the design of scheme and so on , still include the design of the elements such as axle, gear, belt and partial piece. Drive with single generator, positive drive makes two partial pieces synchronous , has adopted on the other hand to use type structure, have superseded the way of former overhead suspension, make structure more safe, it is less to cover an area of area. This design product has higher requirement, for the material of screen frame for productivity is the large scale vibrating separator of 80 t/h, has now not only raised the durability of screen frame with the high-strength and high steel material of impact tenacity, have still alleviated the weight of entire structure, for spring choose to have also brought many conveniences. In design still include for connection and regular choosing, with the durable shaft coupling of cross axle, replace welding with bolt connection, it is little to reduce welding stress for it's influence. In this design, include the lubrication for product as well as the daily maintenance measures such as maintenance. Keyword: Vibrating separator, vibrator, partial piece, beam
… 绪论 1、筛分的概念：物料通过筛面的按粒度分成不同粒级的的作业叫做筛分，。物料中粒度小于筛孔尺寸的的颗粒穿过筛面落到筛下，成为筛下物。粒度大于筛孔尺寸的颗粒留在筛上，称为筛上物，用于完成筛分作业的设备称之为筛分机。简称为筛子。一般适用于筛分的物料，即大于或的物料。 2、筛分机的作用：对煤炭进行粒度分级，脱水，脱泥和脱介。 3、筛分作业的分类： 在选煤厂和筛选厂中，筛分在整个过程担负着重要的任务，按它在不同的工艺环节当中所起的作用不同，筛分作业可以分为如下几种。 准备筛分：在选煤厂，按破碎作业和分选作业的要求，将原料煤分成不同的粒级，为煤炭的进一步加工做准备。对破碎作业，准备筛分是为了从物料中分出已经合格的粒级。目的是避免物料过度粉碎，增加破碎设备的生产能力和减少动力消耗。对分选作业，不同的选煤方法，都要求一定的入选粒级，否则将严重影响分选效果。 检查筛分：在破碎作业的产物中，将粒度不合格的大块用筛子分出来，称为检查筛分，目的是保证物料的的粒级要求。 最终筛分：主要是指筛选厂生产粒级商品煤的筛分。最终筛分的粒级，是根据煤质、煤的粒度组成和用户的要求。，按国家规定《煤炭粒度分级》来确定，最终筛分的产物。 ] 脱水筛分：将带有水的煤或其他物料进行筛分，称为脱水筛分，目的是脱除伴随而来的水。在选煤厂用于产品脱水作业的筛子称为脱水筛》 脱泥筛分：重介质在筛分的时候。为了减轻煤泥对介质系统的污染。在煤进入重介质分选机钱采用脱泥筛分。跳汰入选原煤如先用筛分的办法脱泥，可以降低水的粘度。有利于细粒煤的分选，从而提高跳汰机的选煤效率。再有，重选产
品精煤，为了减少高灰分细泥对它的污染，在进行脱水筛分的同时，在筛面上加强喷水冲洗，也是不可去缺少的脱泥筛分。 脱介筛分：重介选煤的产品，在筛分机上采用喷加强力清水的办法，使产品与加重质分离，达到选后产品脱出介质的目的称为脱介筛分。 选择性筛分：选择性筛分是指在筛分过程中，煤炭不仅按粒度分级，而且也按质量分级的筛分。例如，在含黄铁矿为主的的高硫煤中，硫分大部分集中在大块煤中，通过筛分可以将硫分除去，又如，某些矿区，其末煤灰分较低而大块煤的灰分较高，通过筛分分出大块，可是末煤质量提高1-2级，反之，有些矿区的末煤灰分比大块煤还要高，筛分则可提高块煤质量。再如，煤和矸石硬度差别很大，用简单的滚筒破碎筛分，也能实现按质量分级。 4、筛分机设计的意义：培养和锻炼我们综合运用本专业理论知识，分析解决实际中实际问题和地理工作的能力，为以后的学习及工作打下坚实的基础。 5、设计原则：设计的振动筛要结构先进、可靠、工作稳定、噪音小、动负荷小、重量轻、耗电少并且有较高的生产率和筛分效率，寿命长。 6、特点：处理能力大、低功耗、结构简单、检修维护方便、噪音低等优点。}
ISTA 1A 测试标准中的步骤及内容 (一通检测实验室) 1A测试步骤 固定放置振动测试 1、将包装件3面朝下放在振动台上 2、开启振动系统，使仪器以最低频率振动且振幅为1英寸 3、保持此振幅，同时逐渐增大振动频率，直到包装件可以离开振动台 4、保持此振动频率 5、如果使用一刚尺能在包装件的最长边自由移动，则保持此频率进入下一步骤，否则增大振动频率直到达到此步骤的要求 6、利用步骤5的振动频率和前面的持续时间计算公式确定持续时间 7、开始振动计时 8、如果震动方式在垂直方向上是直线的，进入步骤12，否则进入下一步 9、当完成一半振动时，需要将包装件在水平方向上作90度的旋转，则由于包装件的尺寸和形状的原因而无法进行；否则可以将包装件旋转180度。 10、开启振动台并将频率调至第7步的频率 11、同第5步 12、完成振动持续时间 13、检查包装件是否有明显损伤 14、振动测试完成，进入冲击测试 跌落测试 1、确定测试的方式，确定跌落的高度和冲击的速度
2、包装件是否有6个面并标示好面、棱、角，标好进入下一步，否则进行第6步 3、按第4步的步骤和第一步的测试方式进行测试 4、 5、试完成，完成测试报告 6、选择一个底面的角代替步骤4中第一步测试的 7、按步骤4中的2—4步标示包装件的边 8、按步骤4中的5—10步标示包装件的面 9、按标示的面、角、边进行测试 10、测试完成 测试报告 如果包装件通过了测试，这将降低损失，使破损降低至允许范围以内 ISTA认证实验室： #需提交一份包含ISTA的试验程序和试验项目的报告 #需提交一份包含所有试验程序和项目，同时包含运输包装测试 额外信息：所有测试程序和测试项目应参考ISTA的指导方案
振动测量与计算 1、常用的振动测量参数有振幅、振动速度(振速) 、振动加速度。对应单位表示为：mm 、mm/s 、mm/(s 2)。 振幅是表象，定义为在波动或振动中距离平衡位置或静止位置的最大 位移。振幅在数值上等于最大位移的大小。振幅是标量，单位用 米或厘米表示。它描述了物体振动幅度的大小和振动的强弱。系统振动中最大动态位移，称为振幅。 在下图中，位移y 表示波的振幅。 速度和加速度是转子激振力的程度。 2、三者的区别：位移、速度、加速度都是振动测量的度量参数。就
概念而言，位移的测量能够直接反映轴承/ 固定螺栓和其它固定件上的应力状况。例如:通过分析汽轮机上滑动轴承的位移，可以知道其轴承内轴杆的位置和摩擦情况。速度反映轴承及其它相关结构所承受的疲劳应力。而这正是导致旋转设备故障的重要原因。加速度则反映设备内部各种力的综合作用。表达上三者均为正弦曲线，分别有90 度，180度的相位差。现场应用上，对于低速设备（转速小于1000rpm）来说，位移是最好的测量方法。而那些加速度很小，其位移较大的设备，一般采用折衷的方法，即采用速度测量，对于高速度或高频设备，有时尽管位移很小，速度也适中，但其加速度却可能很高的设备采用加速度测量是非常重要的手段。 3、现场一般选用原则如下： mm 振动位移：与频率f 无关，特别适合低频振动（<10Hz ））选用，一般用于低转速机械的振动评定 mm/s 振动速度：速度V=X ω，与频率f 成正比，通常推荐选用 一般用于中速转动机械（或中频振动（10~1000Hz ））的振动评定 mm/ （s2）振动加速度：A=V ω=Xω 2与频率f 2成正比，特别适合高频振 动选用；一般用于高速转动机械（或高频振动（>1000Hz ））的振动评定。其中：ω =2 πf 4、工程上对于大多数机器来说，最佳诊断参数是速度（速度的有效值），因为它是反映诊断强度的理想参数，表征的是振动的能量；所以国际上许多振动诊断标准都是采用速度有效值作为判别参数。振幅相同的设备，它的振动状态可能不同，所以引入了振速。加速度是用的峰值，表征振动中冲击力的大小。 5、振速与位移换算
振动测试技术期末总结 学号： 班级：建筑与土木工程（1504班） 姓名：杨允宁2016年4月27日
目录 1 振动测试概述 (1) 1.1 振动的分类： (1) 1.1.1 按自由度分类： (1) 1.1.2 按激励类型分类： (1) 1.1.3 振动规律分类： (1) 1.1.4 按振动方程分类： (1) 1.2 振动基本参量表示方法： (2) 1.2.1 振幅（u）: 2 1.2.2 周期（T）/频率（f）: (2) 1.2.3 相位（：）: (2) 1.2.4 临界阻尼（C cr） (2) 1.2.5 结构的阻尼系数（C）: (2) 1.2.6 对数衰减率（3）: (3) 1.3 振动测试仪器分类及配套使用： (3) 1.3.1 振动测试仪器分类 (3) 1.3.2 振动测试仪器配套使用： (4) 1.4 窗函数的分类及用途 (5) 1.4.1 矩形窗（Rectangular窗） : (5) 1.4.2 三角窗（Bartlett 或Fejer 窗） : 5 1.4.3 汉宁窗（Hanning 窗）: 5 1.4.4 海明窗（Hamming 窗） (6) 1.4.5 高斯窗（Gauss 窗） (6) 1.5 信号采集及分析过程中出现的问题及解决方法 (7) 1.5.1 信号采集和分析过程中出现的问题 (7) 1.5.2 解决方法 (7) 2 惯性式速度型与加速度型传感器 (8) 2.1 惯性式传感器的分类： (8) 2.2 常用加速度计传感器的工作原理及力学模型：8 2.2.1 电动式（磁电式）传感器： (8) 2.2.2 压电式传感器： (9) 2.3 非惯性传感器： (11) 2.3.1 电涡流式传感器： (11) 2.3.2 参量型传感器： (11) 3 振动特性参数的常用量测方法 (11) 3.1 简谐振动频率的量测： (12) 3.1.1 李萨（Lissajous）如图形比较法： (12) 3.1.2 录波比较法： (12) 3.1.3 直接测频法： (12) 3.2 机械系统固有频率的测量 (13) 3.2.1 自由振动法： (13) 3.2.2 强迫振动法： (13)
安徽理工大学本科毕业设计（论文）开题报告 姓 名 陈 坤 专业班级 矿物加工05-1 指导教师 张东晨教授 一、课题的名称、来源 1.课题名称 2ZD-1556型自定中心圆振动筛设计 2.课题来源 生产 科研 √ 教学 其他 二、研究意义、研究现状、研究内容、拟采用的研究思路与方法 2.1 筛分设备的研究意义 筛分是矿物加工工程的重要组成部分,在煤炭、冶金、化工、建材等部门广泛应用。在选煤行业，筛分对煤炭进行粒度分级、脱水、脱泥和脱介。就煤炭加工而言，筛分技术和分选技术处于同等重要的地位。筛分工艺的技术水平的高低和筛分设备性能质量的优劣，直接关系到工艺效果的好坏和生产效率的高低。 筛分是许多部门不可缺少的条件。我国生产的原煤一半以上是动力煤，不同用户对动力煤的粒度要求是不同的，尤其是化工、发电等部门，对煤炭产品粒度的要求很严格，如果超过规定限度，不但直接影响这些部门的正常生产，还会照成不小的浪费，例如，在煤炭气化生产中，若使用煤粉含量过高的块煤，不仅影响炉内气流畅通，降低造气量，严重时还导致气化炉填塞；机车和船舶由于锅炉通风强、烟筒短，如燃用含有较多粉煤的块煤时，粉煤不仅燃烧不完全，而且还随烟气飞走，造成浪费和环境污染；大型火力发电厂，绝大部分使用煤粉锅炉，若供应原煤和块煤，显然是不经济的。总之，将原煤筛选成多种粒级的产品，对路供应给各种用户，对合理利用煤炭资源是十分必要的。 筛分可以为其他选煤方法创造条件。目前的各种选煤方法和分选设备往往都受粒级的限制。不同的选煤方法都有一定得入选粒度，过粗的大块不能分选，而粒度过细也难于回收。在选煤厂主要是将原煤分成块煤与末煤两种粒级，分别进行跳汰选或重介选。重介选煤对入料中的煤泥含量很敏感，它直接影响到重介系统的正常工作和重介分选的效果。通过筛分脱除细泥，减少煤泥对介质系统的污染，以及高灰细泥对精煤产品的污染；也可使跳汰机戏水粘度降低，有利于洗煤泥的分选，从而提高分选效率。 筛分还可以提高矿物加工的经济效益通过筛分可使重介分选产品与重介质的加重质分离，以回收加重质。通过筛分还可以脱除和降低选煤产品的水分，提高煤炭质量和价格，减少运输量以及高寒地区冬季装卸车的困难。此外，在某种情况下，筛分还能起到分选的作用.由于煤炭中的灰分及硫分等杂质在不同粒级中的分布不同，通过筛分，在按粒度分级的同时，使得某个粒级的灰分或硫分降低。 在动力煤选煤厂，通常将小于6mm 的干粒煤粉供应发电厂或其他用户，而大于6mm 的每送入跳汰机分选，这也是依靠筛分作业来完成的。 总之，在煤炭的加工中，筛分作业不仅关系着动力煤产品对路供应，关系着动力煤、炼焦煤洗选产品质量的提高，也关系到煤炭资源的合理利用、环境保护和生产部门的经济利益。 基于以上原因，筛分设备在煤炭行业得到广泛应用。在选煤厂的生产系统中，很多作业需要筛分机去完成。例如：煤的准备筛分、检查筛分以及煤的脱水、脱泥、脱介质、分级等。由于振动筛的结构简单、性能稳定、维修方便，因此世界各国对振动筛分技术的研究很重视。 我国是一个产煤大国，煤炭产量处于世界第一位.同时我国也是一个煤炭消费大国，煤炭在我国能源构成中占有四分之三的份额，即使最近几年煤炭在我国能源消耗中的比重有所下降，但仍占能源消耗总量的70%左右.在最近完成的《中国可持续能源发展战略》研究报告中，20多位中科院院士和工程院院士一致认为，到2010年煤炭在依次能源生产和消费中将占60%左右；到2050年，煤炭所占比例不会低于50%.可以预见，在未来几十年中，煤炭仍将是我国的主要能源和重要的战略物资，具有不可替代性，煤炭工业在国民经济中的基础地位，将是长期的和稳固的。 最近几年由于煤炭行业整体形势较好，煤炭行业利润较高，使得煤炭行业蓬勃发展，日新月异，同时，由于国家对洁净煤发展的支持和出于环保的目的，以及用户对煤质的要求，使得煤炭行业得 √√√
振动测试产品振动测试标准跌落测试报告 点击次数：1607 来源网站：金坛亿通发布时间：2011-08-03 跌落试验 跌落试验的原理——将包装件按规定高度跌落于坚硬、平整的水平面上，评定包装件承受垂直冲击的能力和包装对内装物保护能力的试验。产品的跌落试验，一般包含两种跌落情况试验： 一种是产品没有任何包装的情况下的跌落，这个考验的是产品本身抗跌落的特性，这个要看产品特性是否适合，如果是含玻璃类的易碎产品，这个是不需要进行的。 一种是产品包装的跌落试验，这是考验产品的搬运、运输等交付前的防护性能的，以确保货物到达客户手中的完好性。包装产品的跌落试验标准，一般参考你们客户和销售区域技术法规的要求，或者是不同的运输方式来选择试验的条件，这个需要按实际情况处理。单翼跌落试验机 按GB/T 2423.7—95 《电工电子产品环境试验第二部分：试验方法倾跌与翻到试 验》;GB/T2423.8—95 《电工电子产品环境试验第二部分：试验方法自由跌落试验》进行跌落试验。 针对跌落实验国家有专门的标准，跌落方式都是一角、三边、六面之自由落体，跌落的高度是根据产品重量而定。分90cm、76cm、65cm几个等级 包装货物重量(lbs)/(㎏) 落下高度(inches)/(㎝) 1~20.99 lbs(0.45~9.54㎏) 0 in/(76.20㎝) 21~40.99 lbs(9.55~18.63㎏) 24 in/(60.96㎝) 41~60.99 lbs(18.64~27.72 ㎏) 18 in/(45.72㎝) 61~100 lbs(17.73~45.45㎏) 2 in/(30.48㎝) 最大位移25mmP-P。 振动试验 物品在搬运过程中，会受到如跌落、斜面滑移、振动等的冲击，由于这些冲击，将会影响到物品的质量。振动试验的目的在于确定所设计、制造的机器、构件在运输和使用过程中承受外来振动或者自身产生的振动而不至破坏，并发挥其性能、达到预定寿命的可靠性。EBO独有的全方位冲击试验设备，将为您的产品运输做好安全测试。零位移跌落试验机，模拟汽车运输振动试验台，斜面冲击台，碰撞试验台，机械冲击台，高频振动试验机，大型电磁振动试验台等，全面保障您的测试需求。 按GB/T
随机振动试验报告 高等桥梁结构试验报告 讲课老师: 张启伟(教授) 姓名: 史先飞 学号: 1232627 试验报告 1 试验目的 1.过试验进一步加深对结构模态分析理论知识的理解; 2.熟悉随机振动试验常用仪器的性能与操作方法; 3.复习和巩固随机振动数据测量和分析中有关基本概念; 4.掌握通过多点激振、单点拾振的方法，利用DASP2005软件进行模态分析的基本操作步骤。
2 试验仪器和设备 1. ZJY-601振动与控制教学实验仪系统(ZJY-601A型振动教学实验仪、激励锤、YJ9-A型压电型加速度传感器等)。 2. DASP 16通道接口箱。 3. 装有“DASP2005智能数据采集和信号分析系统”软件的PC机。 4. 有关设备之间的联接电缆。 3 试验原理 3.1模态叠加原理 N自由度线性振动系统的运动微分方程是一组耦合的方程组: 引入模态矩阵Φ和模态坐标(广义坐标或主坐标)q，使X= Φq。 如果阻尼矩阵能对角化，方程组即可解耦: 解耦后的第i个方程为: 可见，采用固有振型描述振动的模态坐标后，N自由度线性振动系统的振动响应可以表示为N阶模态响应的叠加。 3.2实模态理论 实模态理论建立在无阻尼的假设基础上。在实模态理论中，模态频率就是系统的无阻 ,尼模态固有频率错误～未找到引用源。;而固有振型矩阵中的各元素都是实数，它们之间i 的相位差是0?或180?。 系统在P点激励，l点测量的频响函数为:
K,,式中，称为频率比，，为模态固有频率。当，则: ,,,,,/,,,iiiiiMi 取频响函数矩阵的一列或一行，如第P列，就可确定振动系统的全部动力特性(模态参数)。 3.3伪实模态理论 某些有阻尼振动系统有时会出现与实模态一样的实数振型，而非复数振型，但其模态 2,,,,,1固有频率为，具有这种性质的振动系统的模态称为伪实模态。伪实模态理diii 论仅适应于阻尼矩阵可解耦，即可采用固有振型矩阵正交化模态称为伪实模态。在伪实模态下，各测点的相位差都是0?或180?。 伪实模态理论仅适应于阻尼矩阵可解耦，即可采用固有振型矩阵正交化的情况。一般情况下，阻尼矩阵对角化的充要条件为: 上式也是有阻尼振动系统方程解耦的充要条件。 总之，H(ω)建立了模态参数与频响函数的关系。因此，利用实验测出的H(ω) 值，即可计算出系统的模态参数。根据频响函数的互易定理及模态理论，只需 H(ω)矩阵的一列(或一行)即可求出全部模态参数。
2YAH1548型圆振动筛设计 摘要 目前我国各种选煤厂使用的设备中,振动筛是问题较多、维修量较大的设备之一。这些问题突出表现在筛箱断梁、裂帮,稀油润滑的箱式振动器漏油、齿轮打齿、轴承温升过高、噪声大等问题,同时伴有传动带跳带断带等故障。这类问题直接影响了振动筛的使用寿命,严重影响了生产。2YAH1548型圆振动筛可以很好的解决此类问题，因此本次设计的振动筛为2YAH1548型圆振动筛，该系列振动筛主要用于煤炭行业中物料分级、脱水、脱泥、脱介等作业。其工作可靠，筛分效率高，但设备自身较重。设计分析论述了设计方案，包括振动筛的分类与特点和设计方案的确定；对物料的运动分析，对振动筛的动力学分析及动力学参数的计算，合理设计振动筛的结构尺寸；进行了激振器的偏心块等设计与计算，包括原始的设计参数，电动机的设计与校核；进行了主要零部件的设计与计算，皮带的设计计算与校核，弹簧的设计计算，轴的强度计算，轴承的选择与计算，然后进行了设备维修、安装、润滑及密封的设计，最后进行了振动筛的环保以及经济分析。 关键词：振动筛；激振器；圆振动筛
Abstract At present, China's coal preparation plant all the equipment used in the shaker is more problems, maintenance of one of the larger equipment. These issues in sieve outstanding performance me off beam, crack help, lubrication oil dilute the box-type vibrator oil spills, fighting tooth gear, bearing temperature rise too high, major issues such as noise, accompanied by dancing with broken belts, such as fault zone. Such issues directly affecting the life of the shaker, which has seriously affected the production. 2YAH1548-round good shaker can solve such problems, so this shaker designed for round 2 YAH1548-shaker, the series of major shaker in the materials used in the coal industry classification, dehydration, desliming, such as referrals from Operations. Its reliable, efficient screening, but their heavy equipment. Design analysis on the design options, including the classification and shaker features and design programmes to be confirmed; materials on the movement of the shaker and the dynamics of the parameters, to design the structure of vibrating screen size; conduct The eccentric block of the exciter, such as design and calculation, including the original design parameters, motor design and verification; were the main components of the design and calculation, belts and check the design and calculation, the design of spring, the axis of Strength, the choice of bearings and calculation and then proceed to the maintenance of equipment, installation, lubrication and seal the design, a shaker final environmental and economic analysis. Key words: shaker; Vibrator; round shaker
更改记录: 1.目的 对我厂电子产品的震动测试制定各种标准。 2.适用范围 我厂所有产品的振动测试，例如：主板，显卡，U盘，SD/CF卡，MP4,笔记本等。 3.参考文件 电磁式振动试验机使用说明书 SUPER振动控制系统简体中文使用手册 StandardASTMD47282006 4.振动设备 型号：EV106电磁式振动试验系统 系统构成 4.4.1D类功率放大器SA5K1台 4.4.2电磁式激振发生器VG600-251台 4.4.3冷却风机（含金属风管1根和卡箍两件）BL6001台 4.4.4振动控制器（正弦sine&随机random）VCS1台 4.4.5垂直振动平台VT6601台 4.4.6保护系统PAMP1-SPWM1台 4.4.7系统加速规Chargetype1台 图一 5.各种电子产品的震动测试标准 5.1卡通箱 CF,MP4和笔记本等。这个振动测试主要是模拟在运输中受到的振动,所以包装必须是出货前的状态。 5.1.2振动标准 对于卡通箱的振动标准我们可参考StandardASTMD47282006中汽车和飞机运输的 振动标准。 汽车和飞机运输的振动参数如表格一所示：
汽车的震动谱图如图二所示，飞机运输的谱图如图三所示。 图二 图三 5.1.3卡通箱的固定 如图四所示，将卡通箱固定好。 图四 5.1.4振动的时间和方向 振动方向：X,Y,Z轴三个方向，即三个面。 振动时间：一般来说每个面振动1个小时，即总共3个小时。 (也可根据特殊情况而定) 注：一般来说，都会采用飞机运输的震动模式。 5.2主板和显卡的裸机振动测试 5.2.1振动的主要目的是看工艺制程上有没有假焊，主要是BGA和Memory。 5.2.2振动标准 振动谱图如图五所示： 图五 5.2.3主板和显卡的固定如图六和图七所示。 5.2.4振动的时间 振动的时间一般为2分钟。（也可根据特殊情况而定） 图六 图七 5.3USB/SDcard振动测试 5.3.1主要是测试newmodel或者是客户要求测试 5.3.2振动标准 可按照IEC512-4-6d的测试振动标准，详细参数如下： 20m/s2(2G)peakamplitude,10Hzto2000Hz 振动的谱图如图八所示。 图八
摘要 目前我国各种选煤厂使用的设备中,振动筛（筛分机）是问题较多、维修量较大的设备之一。这些问题突出表现在筛箱断梁、裂帮、稀油润滑的箱式振动器漏油、齿轮打齿、轴承温升过高、噪声过大等问题,同时伴有传动带跳带、断带等故障。这类问题直接影响了振动筛（筛分机）的使用寿命,严重影响了生产。YAH—2460型圆振动筛可以很好的解决此类问题，因此本次设计的振动筛为YAH—2460型圆振动筛，该系列振动筛主要用于煤炭行业中物料分级、脱水、脱泥、脱介等作业。其工作可靠，筛分效率高，但设备自身较重。设计分析论述了设计方案，包括振动筛的分类与特点和设计方案的确定；对物料的运动分析；对振动筛的动力学分析及动力学参数的计算；合理设计振动筛的结构尺寸；进行了激振器的偏心块等设计与计算，包括原始的设计参数，电动机的设计与校核；进行了主要零部件的设计与计算，皮带的设计计算与校核，弹簧的设计计算，轴的强度计算，轴承的选择与计算，然后进行了设备维修、安装、润滑及密封的设计，最后进行了振动筛的环保以及经济分析。 关键词：振动筛；激振器；圆振动筛
Abstract At present, China's coal preparation plant all the equipment used in the shaker is more problems, maintenance of one of the larger equipment. These issues in sieve outstanding performance me off beam, crack help, lubrication oil dilute the box-type vibrator oil spills, fighting tooth gear, bearing temperature rise too high, major issues such as noise, accompanied by dancing with broken belts, such as fault zone. Such issues directly affecting the life of the shaker, which has seriously affected the production. YAH—2460round good shaker can solve such problems, so this shaker designed for roundYAH—2460shaker, the series of major shaker in the materials used in the coal industry classification, dehydration, desliming, such as referrals from Operations. Its reliable, efficient screening, but their heavy equipment. Design analysis on the design options, including the classification and shaker features and design programmes to be confirmed; materials on the movement of the shaker and the dynamics of the parameters, to design the structure of vibrating screen size; conduct The eccentric block of the exciter, such as design and calculation, including the original design parameters, motor design and verification; were the main components of the design and calculation, belts and check the design and calculation, the design of spring, the axis of Strength, the choice of bearings and calculation and then proceed to the maintenance of equipment, installation, lubrication and seal the design, a shaker final environmental and economic analysis. Key words: shaker; Vibrator; round shaker
包装材料振动测试程序 PACKAGING Vibration Test 1.0 目的和范围 1.1 目的：模拟运输过程中的振动环境，用以鉴定产品以及包材是否可以承受运输过程中的外来振 动的能力。 1.2 范围：下列情况下，需要进行运输试验。 1)新开发的包装材料 2)包装部件在结构，尺寸，材料发生变化 3)包装装饰 4)新供应商开发现有包材 5)产品在瓦楞纸箱中的摆放方式及数量发生变化 2.0 实验所需仪器及材料 模拟运输振动台 3.0 安全与操作 3.1 测试人员必须具备本测试方法中所涉及到的材料及设备的基本知识，并已受过相应的培训。 3.2 如有必要需使用适当的防护设备。 4.0 测试样品准备 取生产后24小时的待测包材，在室温环境下放置2小时以上，并在此环境下进行测试。 5.0 测试步骤 5.1 按装箱说明将测试样品装入纸箱，测试样品必须仔细检查是否损坏或其他异常。
5.2 将纸箱置于振动平台中央，以120RPM （2Hz）的频率启动振动，逐步地增加测试频率，直到纸 箱的某些位置开始反复跳离测试平台。用一块厚1.6mm，宽 50mm的垫片塞到纸箱下，直到垫片至少可以塞入100 mm（4.0 in）长并且能沿整个纸箱底边间歇地通过即可开始测试。 5.3 振动30分钟后，将纸箱旋转90度再振动 30 分钟。 5.4 测试结束后拆箱检查样品的损坏情况并记录结果。 6.0 结果判定 6.1 样品无损坏即可接受。 6.2 样品有微小损坏可以考虑作为接受。 7.0 参考文献 7.1 GB/T 4857.18—92《包装运输包装件编制性能试验大纲的定量数据》 GB/T 4857.18-92 《Packaging-Transportpackages-Quantitative data for the compilation ofPerformancetestschedule》 7.2 GB/T4857.7-2005《包装运输包装件振动测试:正弦定频振动试验方法》制定 GB/T4857.7-2005《Basic test for transportation packages – Sinusoidal vibration test method at constant frequency》 7.3 ASTM D999-01 Standard test method for vibration testing of shipping containers。 8.0 附录 N/A
第六章振动的测试
第六章振动的测试 第一节概述 机械振动是工业生产和日常生活中极为常见的现象。 与信号的分类类似，机械振动根据振动规律可以分成两大类：稳态振动和随机振动振动的幅值、频率和相位是振动的三个基本参数，称为振动三要素。只要测定这三个要素，也就决定了整个振动运动。 机械振动测试的目的可以分为两类： (1)寻找振源、减少或消除振动，即消除被测量设备和结构所存在的振动 (2)测定结构或部件的动态特性以改进结构设计，提高抗振能力。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振动速度决定的，振动速度又与能量和功率有关，并决定了力的动量。 第二节惯性式传感器的力学模型 由直接作用在质量上的力所引起的受迫振动如图6－1 所示单自由度系统， 质量m 在外力的作用下的运动方程为 d 2z dz m 2 c kz f ( t ) dt 2dt 式中，统 的输入； c 为黏性阻尼系数；k 为弹簧刚度系数；?(t) 为系统的激振力，即系z(t) 为系统的输出。 图6－1 单自由度系统在质量块上受力时引起的 受迫振动
1k 2 1 ( ) 2 2j ( ) nn 图 6－ 2 二阶系统的幅频和相频曲线 由相频图可以看出， 不论系统的阻尼率为多少， 在 n 1时位移始终落后 于激振力 90°，此现象称为相位共振。 相位共振现象可用于系统固有频率的测量。 当系统阻尼不为零时， 位移共振 频率 不易测准。但由于系统的相频特性总是滞后 90°，同时，相频曲线变化 陡峭，频率稍有 变化，相位就偏离 90°，故用相频特性来确定固有频率比较准 确。同时，要测量较准确 的稳态振幅，需要在共振点停留一定的时间，这往往 容易损坏设备。而通过扫频，在共 振点处即使振幅没有明显的增长，而相位也 陡峭地越过 90°，因此，利用相频测量更有 意义。 即 A( ) 1k 1 ( )2 n (2 )2 n () arctan 2 1( n n )2 为系统的固有频率， n k m ；ζ为系统的阻尼率， 图 6-2 所示。在幅频曲线上幅值最大处的频率称为位移共振频率， c 2 km 。 它和系统 r n 1 2 2 显然，随着阻尼的增加，共振峰向原点移动；当无阻尼时，位移共振频率 r 即 为固有频 率 n ；当系统的阻尼率 ζ很小时，位移共振频率 r 接近系统的固有频 率 n ，可用作 n 的 估计值。 的固有频率的关系为 (a) 幅频曲线 (b) 相频曲线
《机械振动基础》实验报告 （2015年春季学期） 姓名 学号 班级 专业机械设计制造及其自动化报告提交日期2015.05.07 哈尔滨工业大学
报告要求 1.实验报告统一用该模板撰写，必须包含以下内容： (1)实验名称 (2)实验器材 (3)实验原理 (4)实验过程 (5)实验结果及分析 (6)认识体会、意见与建议等 2.正文格式：四号字体，行距为1.25倍行距； 3.用A4纸单面打印；左侧装订； 4.报告需同时提交打印稿和电子文档进行存档，电子文档由班长收 齐，统一发送至：liuyingxiang868@https://www.doczj.com/doc/1a15866980.html,。 5.此页不得删除。 评语： 教师签名： 年月日
实验一报告正文 一、实验名称：机械振动的压电传感器测量及分析 二、实验器材 1、机械振动综台实验装置(压电悬臂梁) 一套 2、激振器一套 3、加速度传感器一只 4、电荷放大器一台 5、信号发生器一台 6、示波器一台 7、电脑一台 8、NI9215数据采集测试软件一套 9、NI9215数据采集卡一套 三、实验原理 信号发生器发出简谐振动信号，经过功率放大器放大，将简谐激励信号施加到电磁激振器上，电磁激振器振动杆以简谐振动激励安装在激振器上的压电悬臂梁。压电悬臂梁弯曲产生电流显示在示波器上，可以观测悬臂梁的振动情况；另一方面，加速度传感器安装在电磁激振器振动杆上，将加速度传感器与电荷放大器连接，将电荷放大器与数据采集系统连接，并将数据采集系统连接到计算机（PC机）上，操作NI9215数据采集测试软件，得到机械系统的振动响应变化曲线，可以观测电磁激振器的振动信号，并与信号发生器的激励信号作对比。实验中的YD64-310型压电式加速度计测得的加速度信号由DHF-2型电荷放大器后转变为一个电压信号。电荷放大器的内部等效电路如图1所示。 q