船舶推进轴系纵向振动模拟装置的振动测试与分析
王家盛刘耀宗
（国防科学技术大学机电工程研究所，湖南长沙 410073）
摘要：说明了开展船舶减振降噪技术研究的重要意义；基于实验室搭建的模拟船舶推进轴系纵向振动的实验装置，对由螺旋桨推力引起的轴系纵向振动特性进行了测试；介绍了阶比分析的相关概念，并采用常规谱分析和阶比分析的方法对测得的振动信号进行了分析；研究了在螺旋桨激励下轴系纵向振动的特性，为开展船舶推进轴系纵振减振技术的研究提供了依据。关键词：轴系；纵向振动；振动测试；阶比分析
Test and Analysis of Axial Vibration Hypostatic Test Rig of The
Ship’s Propelling Shafting
Wang Jia sheng Liu Yao zong
(Institute of Mechanical Engineering, National University of
Defense Technology, Hunan Changsha 410073)
Abstract: Describe the importance to carry out the researches of the vibration and noise reduction technology of ships; Based on the hypostatic test rig to simulate axial vibration of the ship’s propelling shafting which is built in the laboratory, test the axial vibration of the shafting caused by the thrust of the screw propeller; Introduce the related concepts of order analysis, and use the methods of conventional spectrum analysis and order analysis to analyze the measured vibration signals. Study the characteristics of the axial vibration of the shafting promoted by the screw propeller, which provides the basis for researches of the axial vibration reduction technology of the ship’s propelling shafting.
Keywords: Shafting; Axial Vibration; Vibration Testing; Order Analysis
引言
随着舰船的高速化、大型化，由于轴系转动部件的不平衡及螺旋桨在不均匀流场中工作所产生的脉动推力引起的纵向振动日趋剧烈[1]，振动通过支承传递到外壳上，由此而产生的声辐射严重影响了舰艇的隐声性能。因此，研究船舶尤其是潜艇轴系纵向振动的减振降噪技术最近成为国内外声隐身学界的热点。
理论研究已经表明，当螺旋桨产生的脉动推力引起壳体纵向共振时，将产生很强的声辐射[2]。该声辐射与三个因素有关，一是螺旋桨的激振力，二是壳体的纵振特性，三是轴系的振动传递特性。研究轴系减振降噪问题就是要在第三个因素上采取措施，对其开展实验研究就
需要具备前两方面的条件，基于这两方面考虑，实验室搭建了一台模拟船舶推进轴系振动特性的实验装置，用于模拟船舶推进轴系在螺旋桨水动力作用下的振动传递特性，为船舶轴系减振降噪技术的研究提供实验平台。
1 船舶推进轴系模拟实验装置
该装置由驱动电机、弹性联轴节、推力轴承、尾轴承（密封轴承）、螺旋桨、各支承基座、弹性壳体模拟装置、滑车和导轨，其他配套装置（如整套装置基座、弹性止推装置、润滑系统、螺旋桨工作水槽、进排水管、配电装置等），以及部分备件（止推弹簧、尾轴、配重块）组成。此外，配套建设实验环境和测试系统。实验装置的总体布置如图1所示。
图1 实验装置总体布置图
本实验装置是按照船舶纵向振动的动力学原理来构造的。弹性联轴器、推力轴承、联轴器、尾轴和螺旋桨组成推进轴系，用调速电机驱动推进轴系，带动螺旋桨在水箱中旋转，产生轴向静推力和脉动推力。静推力经推进轴传递到推力轴承，并通过弹性止推装置顶在基座上并达到平衡，因而整个装置在轴向不会产生很大的位移。艉轴承、推力轴承、电机和几个大质量圆柱形刚体安装在直线导轨的滑块上，用薄圆柱壳连接起来构成“艇壳”，可沿导轨纵向滑动。整个系统能在螺旋桨脉动推力的作用下在平衡位置附近做轴向振动，模拟了船舶纵向振动的原理。测速和测力装置可测量轴系的转速和推力，在各质量块上测量纵向振动。该装置为研究轴系减振技术提供了实验平台。
2 振动测试系统
数据采集/振动分析仪选用的是丹麦B&K公司的Pulse3560C便携式多分析仪，该分析仪通过内置的高速数据处理芯片实现信号的实时采集和分析，通过高速以太网与笔记本电脑通信，利用笔记本电脑实现采集信号和分析结果的实时显示，以及该分析仪的传感器类型、采样频率、抗混迭滤波频带、分析类型等各项功能的配置。该分析仪配置灵活、设置和操作方
便、实时性好，用户可以根据自己的需要对测量信号进行频谱、阶比谱、功率谱、频率相应等各种实时分析。本实验装置中，主要使用了频谱分析和阶比谱分析的功能。测试系统的原理框图如图2所示。
图2 实验装置测试系统的结构框图
振动测试是通过测量纵向振动的加速度来进行的，选用的加速度传感器为压电式加速度计B&K 4507B，该传感器直接集成了电荷放大器，具有体积小、重量轻、测量频率范围宽（0.3～6000Hz）、灵敏度高（96.7mV/g, g代表一个重力加速度）、抗干扰能力强等优点，可测量的振动加速度范围从0.4μg～70g，能够适合大多数振动测量的需要。
3 阶比分析
在回转机械的振动和噪声信号测试中，匀速情况下一般采用等时间间隔采样并进行常规谱分析。但在转速变化过程中，由转速变化引起的振动信号是非平稳信号，若采用等时间间隔采样的常规谱分析，将使得频谱图上随转速变化的频率分量变得模糊，即产生“频率模糊”现象[3]。
阶比分析是利用等回转角采样序列分析信号与转速间对应关系的数据处理方法[4]。阶比谱分析与常规谱分析的主要区别在于信号的采集方式不同。阶比谱分析采用的是变时间间隔的等回转角采样[5]，即在机器的旋转轴回转时，每隔等角度Δθ采样一次，这种采样方式可以保证不论转轴的转速如何变化，在每一回转周期内，都能得到固定的采样点数。
在阶比谱图中，阶(E) 定义为每转的波动次数，即
E=波动次数/每转（阶）
E与频率f的关系为
f n E
=×
式中，n为回转轴转速，单位：转/分(rpm)。
4 纵向振动信号测量与分析
基于前面介绍的振动测试系统，对实验装置的纵向振动情况进行测量。分别在图1所示的质量块1、调速电机和推力轴承处的支架顶端放置3个加速度计B&K 4507B，用配套的信号线将加速度计转换的电压信号输入B&K Pulse3560C便携式多分析仪进行处理。测量时将电
机的转速按照50r/min的增量从0r/min逐步增大到1000r/min，即转速每增加50记录一次数据。
为了确定测试对象自身的固有振动特性，首先在水箱中未装水的情况下进行了测试。因为螺旋桨在无水的情况下工作不产生推力，轴的转速是稳定的，这里采用常规谱分析方法对得到的振动信号进行处理，画出各个传感器所在位置的纵向振动瀑布图，其中质量块1的纵向振动瀑布图的等高线图如图3所示。
图3 质量块1的纵向振动瀑布图的等高线图
从图中可以看到，在较低转速（500rpm以下）时，纵向振动以线谱为主；较高转速时，振动明显增大，线谱数目也增多，同时也出现了较宽频带的连续谱（即高速时较为杂乱的等高线图）。这是由于螺旋桨产生的脉动推力随转速变化而成近似平方关系变化，低速时推力小，高速时推力大，激励起整个装置纵向振动的能力也不相同。
从图3中可以明显看到实验装置的纵向振动由两种形式的振动构成。一种是频率不随转速变化的振动，反映的是本实验装置的固有振动特性，但幅值会因螺旋桨激振频率成分量值的不同而不同，图3中用箭头标示出了这些频率；另一种是转速较高时频率随转速变化的振动。
通过实验测试和观察发现，图3中高转速区域内的连续谱，部分原因是由于推进轴系在高速时转速不稳定造成的。当轴系转速较高时，螺旋桨在水箱内快速地将水推向水箱后壁，但由于水箱体积相对较小（尤其是在轴线方向的尺寸），导致水没能及时循环补充回螺旋桨区域，所以螺旋桨负载随着水的运动不断变化，引起转速波动。
为了减小轴系转速波动给分析带来的影响，用转速计输出的转速脉冲信号作为触发信号进行阶比采样，用B&K Pulse 3560C的Order Analyzer模块进行阶比分析，各参数设置如下：测量范围—20阶，线数—400，平均方式—指数平均，平均次数—100，触发采样电压—2V（上升沿触发），转速比—73（与测速齿轮的齿数相等）。得到的振动瀑布图如图4所示。在该图中，与轴的转速有谐频关系的振动，其等高线图在相应的阶次上表现为一条垂直于阶次轴的直线，如图中箭头所示。从图4中可以看出，螺旋桨激励引起的纵向振动具有非常丰富的谐频成分，且在不同的转速下，起主导作用的谐频成分也不相同。
图4 质量块1的纵向振动阶比等高线图
5 结论
本文用实验的方法对船舶轴系模拟实验装置的纵向振动特性进行了研究。基于船舶轴系运转特性搭建的船舶推进轴系纵向振动模拟实验装置及配套的测试系统，能够为各种舰船轴系减振降噪技术的研究提供实验平台，同时也可以为舰船壳体、设备基座等部件的减振降噪技术研究提供支承。本文通过测试与分析，得到了螺旋桨激励下推进轴系固有的纵向振动特性以及与转速有谐频关系的振动特性，这为进一步开展船舶推进轴系纵振减振技术的研究提供了有效的实验依据。
参考文献
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[4] 温熙森，陈循，徐永成. 机械系统建模与动态分析[M]. 北京:科学出版社,2004
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1997, 11 (2) :187～205
作者简介：
王家盛（1984—），男，硕士研究生，主要从事动力装置振动与噪声控制的研究。
E-mail：junpiwjs@https://www.doczj.com/doc/ec3979610.html,；通信地址：湖南长沙国防科学技术大学三院机电工程研究所；邮编：410073
振动测试常见小知识问答 1什么是振动？ 振动是机械系统中运动量（位移，速度和加速度）的振荡现象。 2振动的目的？ 振动试验的目的是模拟一连串振动现象，测试产品在寿命周期中，是否能承受运输或使用过程的振动环境的考验，也能确定产品设计和功能的要求标准。振动试验的精义在于确认产品的可靠性及提前将不良品在出厂前筛检出来，并评估其不良品的失效分析使其成为高水平，高可靠性的产品。 3．振动分几种？ 振动分正弦振动和随机振动两种。 4．什么是正弦振动？ 能用一项正弦函数表达式表达其运动规律的周期运动。 例如凡是旋转、脉动、振荡（在船舶、飞机、车辆、空间飞行器上所出现的）所产生的振动均是正弦振动。 5．正弦振动的目的？ 正弦振动试验的目的是在试验室内模拟电工电子产品在运输、储存、使用过程中所遭受的振动及其影响，并考核其适应性。 6．正弦振动的试验条件由什么确定？ 正弦振动试验的验条件（严酷等级）由振动频率范围、振动量、试验持续时间（次数）共同确定. 7．什么是振动频率范围？ 振动频率范围表示振动试验由某个频率点到某个频率点进行往复扫频。 例如：试验频率范围5-50Hz，表示由5Hz到50Hz进行往复扫频。 8．什么是频率？ 频率：每秒振动的次数.单位：Hz。 9．什么是振动量？ 振动量:通常通过加速度和位移来表示. 加速度：表示速度对时间倒数的矢量。加速度单位:gn或m/s2 位移：表示物体相对于某参考系位置变化的矢量。位移单位:mm 10．什么是试验持续时间（次数）？ 振动时间表示整个试验所需时间, 次数表示整个试验所需扫频循环次数. 11．什么是扫频循环？
扫频循环：在规定的频率范围内往返扫描一次： 例如：5Hz→50Hz→5Hz,从5Hz扫描到50Hz后再扫描到5Hz。 12．什么是重力加速度？ 重力加速度：物体在地球表面由于重力作用所产生的加速度。 1gn=10m/s2（GB/T 2422-1995 电工电子产品环境试验术语） 13．扫描方式(sweep mode)分几种？ 线性扫描：是线性的，即单位时间扫过多少赫兹，单位是Hz/s或Hz/min，这种扫描用于细找共振频率的试验. 对数扫描：频率变化按对数变化，扫描率可以是oct/min ，对数扫描的意思是相同的时间扫过的频率倍频程数是相同的 14．什么是扫描速度(sweep speed)？分几种？ 扫描速度(sweep speed):指从最低频率扫描到最高频率的速度. 1）oct/min:多少倍频程每分钟. 例:1oct/min,5Hz到10Hz需1分钟,10Hz到20Hz需1分钟。 2）min/sweep:多少分钟每次扫频. 例:5-500Hz,扫描速度:1分钟/sweep,表示从5Hz到500Hz需1分钟。 3）Hz/s:多少Hz每秒. 例:5-10Hz,扫描速度:1Hz/s,表示5Hz到6Hz需1秒,6Hz到7Hz需1秒。 15．振动试验中试验几个方向？怎么区分方向? 除有关规范另有规定外，应在产品的三个互相垂直方向上进行振动试验。 一般定义产品长边为X轴向，短边为Y轴向，产品正常摆放上下为Z轴向。 16．什么是交越频率？ 交越频率：在振动试验中由一种振动特性量变为另一种振动特性量的频率。如交
一、振动测试系统 1.主要功能 DASP V10振动测试系统包括信号采集和实时分析软硬件。DASP V10 是一套运行在Windows95/98/Me/NT/2000/Xp平台上的多通道信号采集和实时分析软件，通过和东方所的不同硬件配合使用，即可构成一个可进行多种动静态试验的试验室。DASP V10 软件既具有多类型视窗的多模块功能高度集成特性，具有操作便捷的特点。基于东方所在各种工程应用领域的长期经验，DASP-V10对各种功能模块重新进行整合，成为一套功能更加全面、操作更加便捷、界面更加美观、性能继续保持领先的动静态信号测试分析系统。DASP V10 软件的每一个模块中均包含了非常多的功能，各种功能可交错使用，在测试和分析的功能和性能上突破了以往信号分析仪的种种限制，与INV系列采集仪配合形成的系统的各项指标均可达到或超过国家高级仪器的标准。DASP V10 软件的所有测试分析结果都可以多种方式输出，包括图形的复制、存盘、打印，数据导出为TXT、CSV、Excel电子表格和Access数据库格式，并可轻松输出图文并茂的Word格式或者Html格式的分析报告。基于DASP V10 的平台上，还可以运行专业模态和动力学分析系统、虚拟仪器库、信号发生器以及针对声学、旋转机械、路桥土木、计量检定等行业的多种软件系统，满足各方面各层次的测试和分析需求。
3.隶属 （1）实验室：水机测控实验室（B01-205/207） （2）负责人：魏德华 二、ANSYS/CFD流体分析软件 1.主要功能 FLUENT、CFX是目前国际上比较流行的商用CFD软件包，国际市场占有率达70%。凡跟流体、热传递及化学反应等有关的领域均可使用。它具有丰富的物理模型、先进的数值方法以及强大的前后处理功能，在航空航天、汽车设计、石油天然气、涡轮机设计等方面都有着广泛应用，包括管路、渠道、流体机械、燃烧、环境分析、油气消散/聚积、喷射控制、多相流等方面的流动计算分析。 2.主要设备 3.隶属 （1）实验室：水机测控实验室（B01-205/207） （2）负责人：石祥钟
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
万方数据
２０１０年１２月噪声与振动控制第６期 时可忽略阻尼的影响。忽略阻尼的单元动平衡方程如下： 瞰Ｈ甜）。＋区］Ｉ“｝。＝｛厂｝。 式中：［Ｍ卜质量矩阵； ｛瑟■单元节点加速度； ［Ｋ】乞单元的刚度矩阵； ｛扰■单元节点位移矩阵； ｛厂｝ｆ－等效节点力。 １．２梁单元ＢＥＡＭｌ８８的描述 ＢＥＡＭｌ８８假设与限带０： （１）梁长度不能为０。 （２）默认的翘曲约束效应假定为忽略。 （３）截面失效和折叠不计算。 （４）如果存在偏移的话，转动自由度在集中质量矩阵时不计算。 ２挠曲轴系有限元模型的计算 船舶推进轴系是一个结构复杂的弹性连续系统，为了便于计算，必须对实际轴系进行简化，而模型简化得是否合理，对计算结果具有很大的影响【７】。常规的推进轴系振动计算中，过去大多采用集总参数模型。对于轴系这样的复杂结构，运用有限元方法进行振动计算具有明显的优越性。本文应用ＡＮＳＹＳ有限元软件对其传动轴系进行振动计算，为进一步的设计提供参考。 针对本文的研究对象即某近海拖轮推进轴系，根据其实际结构，发动机输出法兰通过齿轮箱变速后，和中间轴连接；中间轴和艉轴之间有联轴节。中间轴长７．６ｍ，外径０．２６ｍ，有一个轴承支承；艉轴长１０．７５ｍ，外径０．２４８ｍ，前、中、后分别有三个轴承；中间轴和艉轴中都布置有润滑系统；螺旋桨总重２７３９ｋｇ。见图１，为此轴系经简化处理后的结构示意图。研究其横向振动的模型对轴系部件的简化方法如下： （１）将推力轴、中间轴及螺旋桨轴按自然分段为等截面均质轴段元件，对轴系本体部分采用ＢＥＡＭｌ８８梁单元模拟。 （２）对联轴节部分，将其同样简化为梁单元，其内径不变，只是将梁单元的外径适当放大，来模拟这部分的强度。 （３）对螺旋桨部分，将艉轴部分适当延长来模拟螺旋桨部分的长度，将螺旋桨的质量加上附水质量（变距桨按３０％的螺旋桨干质量计算）简化为集中质量，集中质量直接加在螺旋桨的几何中心位置。 （４）一般不考虑齿轮啮合刚度和油膜刚度。 （５）对弹性支承的轴承部分采用ＣＯＭＢＩＮＥｌ４ 簧单元模拟，略去其长度的影响。 （６）与主机相连的连轴节或离合器如系弹性连接算作弹性支座，如为刚性连接则作为固定端。 在轴系的有限元建模中，只保留从齿轮箱输出法兰到螺旋桨部分的轴系。经过以上简化处理，可以建立轴系的计算模型。如图２为其有限元计算模型。轴系共有节点９８个，ＢＥＡＭｌ８８梁单元７３个，采用了１１种不同的截面形状，ＣＯＭＢＩＮＥｌ４弹簧单元１２个，ＭＡＳＳ２１质量单元１个。 对其进行计算，从而求出固有频率，见表１。 图１轴系的简化模型 Ｆｉｇ．１Ｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄ ｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｓｈａｆｔ 图２轴系的有限元模型 Ｆｉｇ．２Ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｓｈａｆｔ 对已经建好的正常轴系的有限元模型进行静力分析，轴系的挠曲状态如图３。 图３静力分析后轴系的弯曲变化 Ｆｉｇ．３Ｂｅｎｄｉｎｇｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｈａｆｔａｆｔｅｒｓｔａｔｉｃａｎａｌｙｓｉｓ根据此状态时节点的位移变化，利用同样的方法建立挠曲轴系有限元模型（由于本论文所研究的实船轴系较短，总长度是１５．２ｍ，当量直径是０．２４８ｍ，因此静力分析后轴系上各节点的位移变化比较小，即轴系的挠度也较小）。然后进行横向振动计算，求出固有频率值，见表１。 经过比较，发现挠曲轴系固有频率的大小比正常轴系的固有频率要小，而且随着振动阶数的上升 而明显减小。 万方数据
振动测试理论和方法综述 摘要:振动是工程技术和日常生活中常见的物理现象。在长期的科学研究和工程实践中，已逐步形成了一门较完整的振动工程学科，可供进行理论计算和分析。随着现代工业和现代科学技术的发展，对各种仪器设备提出了低振级和低噪声的要求，以及对主要生产过程或重要设备进行监测、诊断，对工作环境进行控制等等。这些都离不开振动的测量。振动测试技术在工业生产中起着十分重要的作用，为此设计和制造高效的振动测试系统便成为测试技术的重要内容。本文概述了振动测试的发展历程，总结和分析了振动测试系统的基本组成和应用理论，列举了几种机械振动测试系统的类型。最后分析了振动测试系统的几个发展趋势。 关键词：振动测试；振动测试系统；测试技术；激振测试系统 1.引言 振动问题广泛存在于生活和生产当中。建筑物、机器等在内界或者外界的激励下就会产生振动。而机械振动常常会破坏机械的正常工作，甚至会降低机械的使用寿命并对机器造成不可逆的损坏。多数的机械振动是有害的。因而对振动的研究不仅有利于改善人们的生活环境和生活水平，也有助于提高机械设备的使用寿命，提高人们的生产效率。正因如此振动测试在生产和科研等多方面都有着十分重要的地位[1]。为了控制振动，将振动给人们带来的危害降至最低，就需要我们了解振动的特性和规律，对振动进行测试和研究。振动测试应运而生。 振动测试有着较为长久的发展历史，是与人类社会的发展有着紧密的联系。随着计算机技术和相关高科技技术的问世和发展，振动测试系统也有了飞跃性的发展。振动测试系统从最早的简单机械设备的应用到如今的先进的计算机技术和设备的应用。从刚开始的检测人员的耳朵来进行测量、判断和计算出大概的故障点的原始方法到现在的计算机控制、存储、处理数据的处理[2]，无不体现出振动测试系统的长足发展和飞跃式的进步。与此同时，振动测试在理论方面也有了长足的发展，1656 年惠更斯首次提出物理摆的理论并且创造出了单摆机械钟到现今的自动控制原理和计算机的日趋完善，人们对机械振动分析的研究已日趋成熟。而伴随着振动测试系统的进步和日臻成熟，其在国民的日常生活和生产中所扮演的角色也愈发的重要。 2.振动测试与分析系统（TDM）的发展
振动测试和分析技术综述 黄盼 （西华大学，成都四川 610039） 摘要:振动测试和分析对结构和系统动态特性分析及其故障诊断是一种有效的手段。综述了当前振动测试和分析技术，包括振动测试与信号分析的国内外发展概况、振动信号数据采集技术、振动测试技术、以及振动测试与信号分析的工程应用，最后对振动测试与分析技术的未来发展方向进行了展望。 关键词:振动测试; 信号分析; 动态特性; 综述 Summary of Vibration Testing and Analysis HuangPan ( Xihua University，Chengdu 610039，China) Abstract: Vibration testing and analysis is an effective tool in analyzing structure and system dynamic characteristic and detecting the failures of structures,systems and facilities. The present paper reviews the current vibration testing and analysis techniques，including the development of vibration measurement and analysis of domestic and foreign，vibration signal data acquisition,vibration testing technology ,vibration measurement and analysis in engineering application. Finally,the future development in the field of vibration testing and analysis is predicted. Key words: vibration testing; signal analysis; dynamic characteristic;overview
船舶轴系横向（回转）振动的产生与危害船舶推进轴系在运转时，受到螺旋桨水动力、船体变形、润滑油膜等各种动态因素的影响，舰船推进轴系还可能会遭受到接触性爆炸、水下非接触性爆炸、自身武器发射时的反冲击债和的作用，将不可避免的产生振动。根据世界各国规范要求，对于船舶推进轴系，必须进行振动校核计算，并提供相应的计算报告，以实现控制振动源，减小振动；隔离振源、保护设备和人员；并通过轴系振动研究，明确轴系振动各阶级临界转速，就可以避免共振，减弱系统响应等目的。下面主要研究回转振动。 第二次世界大战后，一些商船，特别是美国“自由论”经常发生螺旋桨锥形大端龟裂折损，甚至出现螺旋桨落入海中的严重事故，由此引起人们的关注。希腊人Panagogulos.E首先在1950年指出了事故的主要原因是：在船艉不均匀伴流场中运转的螺旋桨上作用有按叶频周期变化的流体力，使螺旋桨轴系产生回旋（横向）振动共振。稍后，1952年，因国人Jasper.N.H在不同条件下也得出类似的结论。在Panagogulos和Jasper研究并提出计算螺旋桨回旋（横向）振动固有频率的简化公式之后，在海洋商船轴系设计中多使回旋振动转速远在运转转速范围以外，因而使回旋振动共振引起的螺旋桨事故答题消除，回旋（横向）振动似乎已经不成问题。随着船舶大型化的发展，在一些大功率船舶中，即使没有出现螺旋桨激振力增加，也可能使回旋振动响应大到不可忽略的程度。这时，Panagogulos和Jasper提出的简单公式已不足以解决复杂问题。基于一些研究，各船级社为保证轴系的安全运转，对回旋振动提出了明确要求。目前国内外用来计算推进轴系横向振动的主要方法有：传递矩阵法、有限元法以及一些简化的计算方法。如Panagopulos公式、Jasper公式、Rayleigh公式等。 对于船舶轴系的回旋振动，早期的定义是这样的：由于轴系旋转不平衡，以及推进器在不均匀尾流场中工作产生循环变化的问去力矩引起的周期性的弯曲变形的现象。轴系旋转件的不平衡会产生回旋振动，但是实际上即使轴系旋转件完全平衡，在其匀速旋转的过程中受到扰动之后，旋转依然会发生回旋振动。 推荐轴系由于主机不均匀传递力矩、安装上的不对中、材料的不均匀、加工的不精确，以及自身重量的不平衡，可以产生轴系的扭转振动和横向震动：螺旋桨在船艉不均匀流场中旋转，产生不均匀推理和交变弯曲力矩，构成船艉不发的扰动源，可以引起船体的总振动和局部振动。螺旋桨的激振力可以使船舶推进轴系产生扭转、横向、纵向以及这些振动形式的耦合。此处由于一些船舶中安装有大型齿轮箱，齿轮传动过程中不均匀的传动力矩、安装上的误差、加工的不精确、齿轮形位公差等都可以队推进轴系产生各种激励因素。
振动的测量方法 摘要 本文主要介绍了振动的测量方法与分类，并简要说明了各测量方法的原理及优缺点，以及在测量过程中所使用的传感器。并且详细的介绍了加速度传感器与磁电式速度传感器的工作原理。简要介绍了振动量测量系统的原理框图 关键词：加速度传感器、振动、磁电式速度传感器
1引言 机械振动是自然界、工程技术和日常生活中普遍存在的物理现象。各种机器、仪器和设备在其运行时，由于诸如回转件的不平衡、负载的不均匀、结构刚度的各向异性、润滑状况的不良及间隙等原因而引起力的变化、各部件之间的碰撞和冲击，以及由于使用、运输和外界环境条件下能量的传递、存储和释放等都会诱发或激励机械振动。 2振动概述 2.1振动测量方法分类 振动测量方法按振动信号转换的方式可分为电测法、机械法和光学法。各测量方法的原理及优缺点见表1. 表1振动测量方法分类 2.2振动测试的内容： 1. 振动基本参数的测量。 测量振动物体上某点的位移、速度、加速度、频率和相位。其目的是了解被测对象的振动状态、评定振动量级和寻找振源，以及进行监测、诊断和评估。 2. 结构或部件的动态特性测量。 以某种激振力作用在被测件上，对其受迫振动进行测试，以便求得被测对象
的振动力学参量或动态性能，如固有频率、阻尼、阻抗、响应和模态等。这类测试又可分为振动环境模拟试验、机械阻抗试验和频率响应试验等。 2.3振动测量的基本原理与方法 振动检测按测量原理可分为相对式与绝对式(惯性式)两类。振动检测按测量方法可分为接触式与非接触式两类。 2.3.1相对式振动测量 相对式振动测量是将振动变换器安装在被测振动体之外的基础上，它的测头与被测振动体采用接触或非接触的测量。所以它测出的是被测振体相对于参考点的振动量 图1 相对式测振仪的原理 1测量针与笔 2 被测物体 3 走动纸 2.3.2绝对式振动测量 采用弹簧—质量系统的惯性型传感器(或拾振器)，把它固定在振动体上进行测量，所以测出的是被测振动体相对于大地或惯性空间的绝对运动。 图2 绝对式测振仪原理 1质量块 2 弹簧 3 阻尼器 4 壳体机座 5 振动体
振动测量仪器知识 一、概述 （一）用途 振动测量仪器是一种测量物体机械振动的测量仪器。测量的基本量是振动的加速度、速度和位移等，可以测量机械振动和冲击振动的有效值、峰值等，频率范围从零点几赫兹?几千赫兹。外部联接或内部设置带通滤波器，可以进行噪声的频谱分析。随着电子技术尤其是大规模集成电路和计算机技术的发展，振动测量仪器的许多功能都通过 数字信号处理技术代替模拟电路来实现。这不仅使得电路更加简化，动态范围更宽，而且功能和稳定性也大大提高，尤其是可以实现实时频谱分析，使振动测量仪器的用途更加广泛。 （二）分类与特点 振动测量仪器按功能来分：分为工作测振仪、振动烈度计、振动分析仪、激振器 （或振动台）、振动激励控制器、振动校准器测量机械振动，具有频谱分析功能的称为频谱分析仪，具有实时频谱分析功能的称为实时频谱分析仪或实时信号分析仪，具有多路测量功能的多通道声学分析仪。 振动测量仪器按采用技术来分：分为模拟振动计、数字化振动计和多通道实时信号分析仪。 振动测量仪器按测量对象来分：分为测量机械振动的通用振动计，测量振动对人体影响的人体（响应）振动计、测量环境振动的环境振动仪和振动激励控制器。 工作测振仪特点 通常是手持式，操作简单、价格便宜，只测量并显示振动的加速度、速度和位移等。以前用电表显示测量值，现在都是用数字显示。通常不带数据储存和打印功能，用于一般振动测量。振动烈度计是指专用于测量振动烈度（10 Hz?1000 Hz 频率范围的速度有效值）的振动测量仪器。 实时信号分析仪特点 实时信号分析仪是一种数字频率分析仪，它采用数字信号处理技术代替模拟电路来 进行振动的测量和频谱分析。当模拟信号通过采样及A/D转换成数字信号后，进入数字计算机进行运算，实现各种测量和分析功能。实时信号分析仪可同时测量加速度、速度和位移，均方根、峰值（Peak、峰-峰值（Peak-Peak检波可并行工作。不仅分析速度快，而且也能分析瞬态信号，在显示器上实时显示出频谱变化，还可将分析得到的数据输出并记录下来。 动态信号测试和分析系统特点 包含多路高性能数据采集、多功能信号发生、基本信号分析，还可以选择高级信号分析；以及模态分析、故障分析等应用。尤其适合振动、噪声、冲击、应变、温度等信号的采集和分析。 人体（响应、振动计特点 主要用于测量和分析振动对人体的影响。人体振动又分为人体全身振动和手 传振动，测量计权振动加速度有效值。仪器性能应符合GB/T 23716-2009《人体对 振动的响应一一测量仪器》的要求，对于全身振动（频率计权W c、W d、W e、W j、W k、）和用于进行轨道车辆舒适度评价的全身振动（频率计权W b）频率范围为0.5 Hz?80 Hz，对于建筑物内连续与冲击引起的振动（频率计权W m）频率范围为1 Hz?80 Hz，
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)
机械振动测试系统综述 翟 慧 强 张 金 萍 于 玲 王 丹 （沈阳化工大学 机械工程学院,辽宁 沈阳 110142） 摘 要:机械振动测试技术在工业生产中起着十分重要的作用，为此设计和制造高效的机械振动测试系统便成为测试技术的重要内容。本文首先概述了机械振动测试系统的发展历程。总结和分析了发展机械振动 测试系统的基本组成和应用理论。根据不同原理列举了几种机械振动测试系统的类型并对不同的机械振动 测试系统进行分析,探讨了他们的优点和不足。最后在此基础上分析了机械振动测试系统的几个发展趋势和 系统建设中仍然要注意的抗干扰问题和故障诊断问题。 关键词：机械振动测试系统；测试技术；抗干扰；故障诊断 1 引言 振动问题广泛存在于热门的生活和生产当中。建筑物、机器等在内界或者外界的激励下就会产生振动。而机械振动常常会破坏机械的正常工作，甚至会降低机械的使用寿命并对机器造成不可逆的损坏多数的机械振动是有害的。因而对振动的研究不仅有利于改善人们的生活环境和生活水平，也有助于提高机械设备的使用寿命，提高人们的生产效率。正因如此振动测试在生产和科研等多方面都有着十分重要的地位[1]。为了控制振动，将振动给人们带来的危害降至最低，就需要我们了解振动的特性和规律，对振动进行测试和研究。振动测试系统应运而生。 振动测试系统有着较为长久的发展历史，是与人类社会的发展有着紧密的联系。随着计算机技术和相关高科技技术的问世和发展，振动测试系统也有了飞跃性的发展。振动测试系统从最早的简单机械设备的应用到如今的先进的计算机技术和设备的应用。从刚开始的检测人员的耳朵来进行测量、判断和计算出大概的故障点的原始方法到现在的计算机控制、存储、处理数据的处理[2]。无不体现出振动测试系统的长足发展和飞跃式的进步。与此同时，机械振动测试在理论方面也有了长足的发展，1656年惠更斯首次提出物理摆的理论并且创造出了单摆机械钟到现今的自动控制原理和计算机的日趋完善，人们对机械振动分析的研究已日趋成熟。而伴随着振动测试系统的进步和日臻成熟，其在国民的日常生活和生产中所扮演的角色也愈发的重要。 2机械振动测试系统的基本理论与组成 机械振动测试就是利用现代一些测试手段，对所研究物体的机械振动进行测量，并对测得的信号进行更细致的分析，以期获得在各种工作状态下物体的机械振动特性，从而判断物体的机械振动特性是否符合要求。 振动测试系统主要由传感器、信号调节部分、数模转换器、信号处理部分和数据记录部分、反馈部分等组成。传感器是将被测量转换成某种电信号的部件。是整个测试系统最重要的组成部分。信号调节部分是把传感器的输出信号转换成适合于进一步传输和处理的形式。经过加工处理使得原始信号更加便于分析和处理。这种信号的转换多数是电信号直接的转换。信号处理部分是对来自信号调节环节的信号进行各种运算和分析。这也是测试的核心意义所在，包括对时域和频域的分析，已得到各种参数。数模转换器是采用计算机等进行测试、控制系统时进行模拟信号与数字信号的相互转换的环节。测试系统的主要作用是更加便捷易懂的将初试信号转换成某种信号进行提取分析。因此最重要的是信号不能失真，不出现扰动。这就对测试系统提出了较为严格的要求[3]。 3.振动测试系统的分类 近几年来，振动测试理论与方法都有了很大的发展。目前振动测试方法按其原理不同可以分为四类。直观类、光学类、机械类和电测类。直观法操作简便，不受各种器材的限制。
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。
AWA6256B+型环境振动分析仪 一、产品概述： AWA6256B+环境振动分析仪由环境振动加速度计、主机、环境振动测量分析软件组成，主要用于环境振动测量。环境振动可同时符合 ISO8041：1990及GB/T 23716-2009（ISO8041：2005）标准；符合现行GB10070-1988标准中对仪器的要求，也可满足修订中环境振动测量仪器的要求。 AWA6256B+环境振动分析仪安装人体振动测量软件（S6291-01107），符合GB/T13441和ISO8041：2005标准，软件可以对0.5 Hz～100 Hz的全身振动进行7种频率计权、4种时间计权测量及统计分析，配置相应的座垫式加速度计用于全身振动测量；配置相应的手传振动加速度计可对5 Hz～1600 Hz的手传振动进行测量。安装低频1/3 OCT分析软件(S6291-03110) ，满足GB /T 50355-2005 标准对仪器的要求，对中心频率0.5 Hz～200 Hz.低频振动进行实时1/3 OCT分析。 二、主要技术性能： 配置1：环境振动；配置2：环境振动+人体振动；配置3：环境振动+人体振动+低频1/3 OCT； 注：手传振动因使用的传感器不同，需要单独配置。 环境振动测量人体振动测量低频振动测量（新产品） 软件配置人体振动分析软件包 （S 6291－01107） 人体振动分析软件包 （S 6291－01107） 低频1/3 OCT分析软 件包（S 6291－ 01310 ） 符合标准ISO 8041： 1990 （JJG921-1996） 可升级符合 GB/T 23716-2009 （ISO 8041:2005） GB/T 23716-2009 （ISO 8041:2005） 全身振动测量符合 GB/T13441 （ISO 2631）标准， 手传振动符合 GB/T 14790.1 （ISO 5349-1）， GBZ/T 189.9 GB/T 50355-2005 JGJ/T 170-2009 GB/T 3241-2010 传感器AWA14400型压电加速 度计，灵敏 度: 40 mV/ m·s- 2，质量:550 g 全身振动：AWA84410 型三轴向座垫加速度 计，灵敏度: 约 3 pC/ m·s-2，质 量:250 g 手传振动：AWA84181 传感器，灵敏度： 1 pC m·s-2，质 量:14 g AWA14400型压电加速 度计，灵敏 度: 40 mV/ m·s- 2，质量:550 g
江苏华电句容发电有限公司 一期（2×1000MW）工程 汽轮机轴系振动试验方案 联合体：华电电力科学研究院 上海电力建设启动调整试验所 二○一二年一月
1设备及系统概述 1.1系统描述 略（此方案为原则性方案，中标后根据现场实际情况另行完善） 2试验目的及目标 2.1对汽机轴系进行调整和试运，考察系统与设备设计的合理性、安装质量的好坏，了解系统设 备的运行特性，以便该系统能够长期、安全、经济运行； 2.2完成项目质量验评表要求，各项指标优良率达到85%以上； 2.3监测汽轮发电机组的振动升降速特性，对机组出现的振动原因进行故障诊断，并通过相应的 振动处理措施，保证机组的振动达到安全运行的目的； 2.4检验机组对运行环境的适应能力。适当改变运行工况，测量机组振动特性； 2.5汽轮发电机组的轴系稳定，主机各轴承的垂直和水平方向振动达到部颁新投产机组的振动标 准，小于50μm，轴振小于76μm； 2.6保证系统试运过程中，重要环境因素控制得当； 2.7保证系统试运过程中设备和人员的安全，例如，确保联锁保护试验完整并合格，防止设备在 异常工况下试运，保证不发生设备和人员损伤事故。 3编制依据及参考资料 3.1《火电工程启动调试工作规定》（原电力工业部建设协调司1996）； 3.2《火力发电建设工程启动试运及验收规程》（国家发改委2009）； 3.3《火电机组达标投产考核标准》（2006年版）； 3.4《火电工程调整试运质量检验及评定标准》； 3.5《旋转机械转轴径向振动的测量和评定》GB/T11348.2-2007; 3.6设备厂家的运行维护说明书及设计图纸等； 4试验范围及相关项目 4.1汽机轴系系统各联锁、保护传动检查； 4.2机组的振动在线监测从机组整套启动试运开始，包括机组的冲转、升速、带负荷、超速、稳 定运行以及机组甩负荷期间的振动监测。 4.1测试机组升速过程中轴系振动情况。 4.2机组空负荷时，汽机排汽温度变化，机组轴系振动情况。 4.3机组半负荷时，汽机润滑油温度变化，机组轴系振动情况。 4.4机组满负荷时，机组轴系振动情况。 4.5机组超速试验升/降转速时的振动情况。
振动量的常用测量方法三种： 1． 机械式测量方法：主要用杠杆放大原理或惯性原理加上杠杆放大原理。 2． 电测法：将振动参量（位移、速度、加速度）转换成电信号，经电子系统放大后进行测 量记录的方法。 3． 光测法：把振动参量转换成光信号，经光学系统放大后，加以测量和记录。 直接为震动试验提供振动源的设备是激振设备，包括：振动台和激振器两类；有机械式、电动式、电动液压式、压电式。 1． 机械式振动台的工作原理： （1） 离心式：利用偏心块绕定轴转动，产生离心力。质量为m,偏心距r 的质量块，以角 速度ω绕O 转动，产生离心力 t m r t F F t m r t F F y x ωωωωωωsin sin cos cos 22==== 为了产生单一方向激振力，将其设计成双轴式结构，即把两偏心块对称地安装在两轴上，并使偏心块作反向同角速度的旋转。水平分力相互抵消，只剩下按正弦规律变化的垂直激振力。 通常偏心质量块由活动扇形块与固定扇形块构成。若改变活动扇形块的角度α ，则可以改变激振力值，也就是台面的振幅值。当 180=α时，离心力为最大，此时激振力为： t mr F ωωsin 22= 振动台的运动方程： F ky y M -=+ 台面的振幅： ) (22022 ωωω-=M mr A M k =0ω为振台的固有频率；m 每组偏心块的质量；r 偏心距；M 运动部分的总质量 当0ωω>>，台面的振幅不随激振频率改变，同偏心质量、偏心距成正比M mr A 2= 。
（2．）凸轮式振动台： 台面振幅由偏心距r 决定：t r y ωsin =，频率由直流电机的转速决定。为了调节振幅，常用同轴的双凸轮装置。通过调节内外两凸轮的相对位置调节凸轮的偏心距，即调节了振幅。 机械式振动台的特点： 简单、可靠，承载力较大。由于旋转机构的惯性大，所以工作的频率不高，低于50~60Hz 。另外，机件之间存在加工间隙，工作时会引起碰撞，影响台面波形。用于中小型模型试验，也用于对产品作环境实验。 2． 电磁式振动台： 电磁式振动台是把交变的电量变为交变的机械量的装置。利用带电导线在磁场里受到安培力的作用，使得导线产生运动的原理制成的。 410102.0-?=BLI F B ——磁场强度 L ——导线有效长度 I ——导线内电流强度 改变磁力线圈中电流的频率及强度，就能改变振动台振动的频率及幅值。 3． 电气液压式振动台 工作过程：电信号转化为大功率液压信号，液压油进入激振器，激振器带动台面按照输入电信号的规律振动。 4． 大型模拟地震振动台 地震荷载是因地面运动而引起的一种惯性力，仅用激振器所产生的集中力来模拟地震力是不确切的。大型模拟地震振动台可以模拟地震运动，具有大振幅、大出力、多方向震动及频率低的特点。
《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/ec3979610.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
轴承支承长度及间距对船舶轴系振动特性影响 Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. 编订：___________________ 审核：___________________ 单位：___________________
文件编号：KG-A0-4761-53 轴承支承长度及间距对船舶轴系振 动特性影响 使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 本文主要对轴承的支承长度以及间距对于船舶轴系 振动的特性进行相应的分析，发现在不同位置处，以及 不同的支承长度对船舶的轴系的固有振动的影响, 并且经 过计算，不同位置轴承的变化对于船舶轴系固有振动的 影响都不同。其中对于船舶轴系的振动的影响最大的是 船舶前后醍架轴承和船舶醍管轴承，并且这些轴承所工 作的环境都是十分的恶劣，在运行的过程中会发生很大 的变化。 在船舶的轴承的正常的运作中，轴承的支承的面积 是随之改变的，所以必须要对轴承的长度对于轴系振动 的影响进行相应的研究，并且要根据一些条件，来对相 应的轴系进行调整，以此来避开共振所产生的危害。主 要是对船舶的轴系的后醍架轴承和船舶艇管轴承进行相