基本振动参数的测量及模拟平稳信号分析
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文件编码:版本:密级:生效日期:页数:页振动测试技术分析报告拟制:__ ___ __ ___ 日期:_ 审核:___________________ 日期:__________ 批准:__ ___ __ ___ 日期:_目录1、目的 (3)2、参考标准 (3)3、术语解释 (4)4、振动测试简介 (9)4.1.振动测试必要性 (9)4.2.振动引起失效模式 (10)5、振动测试项目 (11)6、正弦振动试验 (11)6.1.正弦振动试验目的 (11)6.2.正弦振动应力参数 (11)6.3.正弦振动试验条件 (12)6.4.正弦振动试验标准 (13)7、随机振动试验 (16)7.1.随机振动试验目的 (16)7.2.随机振动应力参数 (16)7.3.随机振动试验条件 (21)7.4.随机振动试验标准 (21)8、振动台简介 (23)8.1.机械式振动台 (23)8.2.电磁式振动台 (24)8.3.液压式振动台 (26)8.4.振动台选取 (28)振动测试技术分析报告1、目的分析振动对产品可靠性的影响,评估导入振动测试的必要性;介绍振动测试的定义、测试方法以及相关标准;为环境可靠性测试体系中振动测试规范的制订提供依据;2、参考标准GB10593.3-90电工电子产品环境参数测量方法振动数据处理和归纳GB10593.1-89电工电子产品环境参数测量方法振动GB05170.14-1985电工电子产品环境试验设备基本参数检定方法振动(正弦)试验用电动振动台GB05170.15-2005-T 电工电子产品环境试验设备基本参数检定方法振动(正弦)试验用液压振动台GB05170.13-2005-T 电工电子产品环境试验设备基本参数检定方法振动(正弦)试验用机械振动台GB02423.56-2006-T 电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验Fh:宽带随机振动(数字控制)和导则GB02423.49-1997-T 电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验Fe:振动-正弦拍频法GB02423.48-1997-T 电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验Ff:振动-时间历程法GB02423.11-1997-T 电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验Fd:宽频带随机振动一般要求GB02423.10-1995-T 电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验Fc和导则:振动(正弦)3、术语解释3.1.通用术语●位移displacement:表征物体或质点相对于某参考系位置变化的矢量。
物理实验技术中的振动信号处理方法与技巧振动信号是物理实验中常见的一种信号,它包含了丰富的物理信息。
在物理实验中,如何正确有效地处理振动信号,对于研究现象、分析数据以及获得准确结果至关重要。
本文将介绍几种常用的振动信号处理方法与技巧,帮助实验人员充分利用振动信号的信息。
一、去噪方法与技巧在实验中,振动信号常常受到各种干扰,如电磁干扰、机械噪声等,这些干扰会降低信号的质量。
为了保证振动信号的准确性,必须对其进行去噪处理。
1.数字滤波器数字滤波器是一种常用的去噪方法。
常见的数字滤波器有低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器等。
低通滤波器可以过滤高频噪声,而高通滤波器则可以过滤低频噪声。
根据实验需求选择合适的滤波器,可以有效去除噪声。
2.小波变换小波变换是一种时频分析方法,可以将信号分解为不同频率的小波子信号。
通过选择合适的小波基函数和尺度,可以将噪声与信号有效分离,从而去除噪声。
小波变换在去噪中具有一定的优势,尤其适用于非平稳信号。
二、频域分析方法与技巧频域分析是振动信号处理中的一个重要步骤,它可以将时域信号转换为频域信号,进一步分析信号的频率成分、幅度、相位等信息。
1.傅里叶变换傅里叶变换是频域分析的基础方法之一,它可以将信号在时域和频域之间进行转换。
实验人员可以通过傅里叶变换得到信号的频谱图,进而分析信号的频率成分。
傅里叶变换的优点是简单易懂,但在处理非平稳信号时存在一定局限性。
2.短时傅里叶变换短时傅里叶变换是一种改进的傅里叶变换方法,可以处理非平稳信号。
它将信号分成若干小段,在每一段上进行傅里叶变换,然后通过描绘频率随时间变化的谱图来揭示信号的时频特性。
短时傅里叶变换在振动信号分析中应用广泛。
三、谐波分析方法与技巧谐波分析是对振动信号进行频域分析的一种方法,它可以分析信号中不同频率的谐波成分,揭示信号的特征和规律。
1.快速傅里叶变换快速傅里叶变换是一种高效的频域分析方法,可以快速计算信号的频谱。
通过快速傅里叶变换,可以快速得到信号中各个频率的幅度和相位信息,进而分析信号中的谐波成分。
振动平衡实验报告怎么写振动平衡实验报告是对振动平衡实验的目的、原理、装置和步骤、数据处理和分析以及结论等方面进行详细描述和分析的一篇报告。
为了帮助您完成这样的报告,以下是一个参考答案。
一、实验目的:1. 了解振动平衡实验的基本原理;2. 学习使用实验仪器,进行振动平衡实验;3. 掌握实验数据的测量和处理方法,分析振动平衡的结果。
二、实验原理:1. 振动平衡的概念:当物体发生振动时,如果物体的振幅、频率和相位等参数恒定,即形成一种平衡状态,这种振动称为振动平衡;2. 实现振动平衡的条件:振动系统的阻尼力、弹簧的劲度系数、质量等因素之间的平衡;3. 振动平衡实验装置:实验装置包括实验台、质点、弹簧和质量块等。
三、实验装置和步骤:1. 实验装置:将质点挂在弹簧上,保证弹簧可以在竖直方向上自由伸缩;2. 实验步骤:(1) 首先确定弹簧的劲度系数k;(2) 在质点上加上一定的质量,并将质点从平衡位置拉出一定的距离,然后释放质点,记录下质点的振幅;(3) 重复实验多次,记录下不同质量下质点的振幅;(4) 根据实验数据,计算出质点的谐振角频率和周期。
四、数据处理和分析:1. 根据实验结果绘制振幅和质量之间的关系曲线;2. 通过拟合曲线求出振幅和质量的关系函数;3. 根据振幅和质量的关系函数,计算出质量为零时的振幅的理论值;4. 比较实验值和理论值,分析振动平衡是否实现。
五、结果和讨论:1. 根据实验数据的测量和分析,得出振动平衡实验的结果;2. 结果分析:如果实验值和理论值相差较小,说明振动平衡实验的结果较准确;3. 讨论:对于实验结果的有效性和误差来源进行分析和讨论;4. 结论:对实验结果进行总结,明确实验所得结果是否符合实验目的。
在撰写实验报告时,要注意使用科学、规范和准确的语言描述实验过程、数据处理和分析,并以合理的结构和清晰的逻辑组织报告内容,使读者能够清楚地理解实验目的、原理和结果。
同时,还应在报告中提出进一步完善实验和改进实验方法的建议,以及对实验中存在的问题和困难进行探讨和解决方案的提出。
汽车发动机的振动分析汽车作为现代社会中不可或缺的交通工具,其发动机的性能和稳定性至关重要。
而发动机的振动问题,不仅会影响到驾驶的舒适性,还可能对发动机的零部件造成损害,缩短其使用寿命。
因此,对汽车发动机的振动进行深入分析具有重要的现实意义。
首先,我们需要了解汽车发动机振动产生的原因。
发动机内部的燃烧过程是产生振动的主要源头之一。
在每个工作循环中,燃油在气缸内燃烧,产生的爆发力推动活塞运动。
这种爆发力并非均匀且持续的,而是瞬间的、脉冲式的,从而导致了活塞、连杆等部件的往复运动产生振动。
其次,机械部件的不平衡也是引起振动的重要因素。
例如,曲轴的质量分布不均匀,旋转时就会产生离心力,导致振动。
同样,飞轮、皮带轮等部件如果存在制造或安装上的偏差,也会引起不平衡振动。
另外,气门的开闭动作、配气机构的运动以及传动系统的齿轮啮合等,都会产生一定的振动。
而且,发动机与车架之间的连接方式和支撑结构的刚度不足,也会使得发动机的振动传递到车身,进一步放大振动的影响。
那么,如何对汽车发动机的振动进行测量和分析呢?常见的方法有使用加速度传感器。
这些传感器可以安装在发动机的不同部位,如缸体、缸盖、曲轴箱等,测量振动的加速度信号。
通过对这些信号进行采集和处理,可以得到振动的频率、幅值等特征参数。
频谱分析是一种常用的处理振动信号的手段。
它可以将复杂的振动信号分解为不同频率的成分,帮助我们找出主要的振动频率和对应的振源。
例如,如果在频谱中发现某个特定频率的振动幅值较大,就可以通过分析发动机的结构和工作原理,判断该频率可能与哪个部件的运动相关。
除了频谱分析,时域分析也是重要的方法之一。
通过观察振动信号在时间轴上的变化,可以了解振动的趋势和周期性。
此外,还可以使用模态分析技术,确定发动机结构的固有振动特性,如固有频率和振型,从而为优化设计提供依据。
对于汽车发动机的振动控制,有多种策略可以采用。
在设计阶段,可以通过优化发动机的结构来减少振动的产生。
平稳和非平稳振动信号的处理方法周景成(东华大学机械工程学院,上海 201620)摘要:本文主要综述了当前对于平稳和非平稳振动信号的处理方法及其优缺点,同时列举了目前振动信号处理的研究热点和方向。
关键词:稳态非稳态振动信号处理;方法;优缺点。
1.稳态与非稳态振动信号的界定稳态振动信号是指频率、幅值和相位不变的动态信号,频率、幅值和相位做周期性变化的信号称为准稳态信号,而对于频率、幅值和相位做随机变化的信号则称为非稳态信号。
2. 稳态或准稳态振动信号的主要处理方法及其优势与局限对于稳态振动信号,主要的分析方法有离散频谱分析和校正理论、细化选带频谱分析和高阶谱分析。
对于准稳态信号主要采用的是解调分析。
对于非稳态振动信号主要采用加Hanning窗转速跟踪分析、短时傅里叶变换、Wigner-Ville 分布和小波变换等。
对于任一种信号处理方法都有其优势和劣势,没有完美的,具体在工程实际中采用哪一种分析方法得看具体的工程情况而定,不能一概而论。
2. 1 离散频谱分析与校正离散频谱分析是处理稳态振动信号的常用方法,离散频谱分析实现了信号从时域到频域分析的转变。
FFT成为数字信号分析的基础,广泛应用于工程技术领域。
通过离散傅里叶变换将振动信号从时域变换到频域上将会获得信号更多的信息。
对于这一方法,提高信号处理的速度和精度是当下两个主要的研究方向。
由于计算机只能对有限多个样本进行运算,FFT 和谱分析也只能在有限区间内进行,这就不可避免地存在由于时域截断产生的能量泄漏,离散频谱的幅值、相位和频率都可能产生较大的误差,所以提高精度成为近一段时间主要的研究方向。
上世纪70年代中期,有关学者开始致力于离散频谱校正方法的研究。
目前国内外有四种对幅值谱或功率谱进行校正的方法:(1)比值校正法(内插法);(2)能量重心校正法;(3)FFT+FT谱连续细化分析傅立叶变换法;(4)相位差法。
四种校正方法的原理和特点见表1[1].从理论上分析,在不含噪声的情况下,比值法和相位差法是精确的校正法,而能量重心法和FFT+FT谱连续细化分析傅立叶变换法是精度很高的近似方法。
振动测量的实验报告1. 实验目的本实验的目的是通过使用振动传感器对不同振动源进行测量,了解振动信号的特点和测量方法,掌握实际振动信号的处理和分析技巧。
2. 实验装置和原理实验装置由振动传感器、信号调理器和示波器组成。
振动传感器可以将物体的振动信号转化为电信号;信号调理器可以对电信号进行放大和滤波处理;示波器可以将电信号转化为可视化的波形图。
振动信号的频率可以通过示波器的设置进行调整,以便观察不同频率下的振动信号。
3. 实验步骤1. 将振动传感器固定在实验台上,并接上信号调理器。
2. 将示波器与信号调理器连接,确保信号传输畅通。
3. 打开示波器,在示波器上设置合适的时间基和电压基准,以确保波形信号清晰可见。
4. 将振动传感器放置在不同的振动源旁边,观察示波器上所显示的振动信号波形。
5. 改变示波器的设置,调整不同的频率,观察波形信号的变化。
4. 实验数据记录与分析在实验中,我们观察到了来自不同振动源的振动信号,并记录了对应的波形数据。
通过对波形数据的分析,我们得到了以下结论:1. 振动信号的幅值和频率之间存在一定关系,随着频率的增加,波形信号的幅值减小。
2. 振动信号的频率越高,波形信号越接近正弦波。
3. 不同振动源产生的振动信号具有不同的频率特征,可以通过观察波形图来比较不同振动源之间的差异。
5. 实验结果讨论本次实验通过振动传感器测量了不同振动源产生的振动信号,并对波形信号进行了观察和分析。
实验结果表明振动信号的幅值和频率存在一定的关系,并且不同振动源产生的振动信号具有不同的频率特征。
这些结果对于振动信号的处理和分析具有一定的参考价值。
6. 实验总结通过本次实验,我们掌握了振动测量的基本原理和方法,并通过实际操作对振动信号的特点和测量方法有了更深入的了解。
实验结果和数据分析验证了振动信号的特性,并对实际振动信号的处理提供了指导。
在今后的研究和工程应用中,振动测量将具有重要的应用价值。
振动信号频域指标解释说明1. 引言1.1 概述振动信号频域指标是用于分析和评估振动信号特征的一种重要方法。
随着科技的发展和应用领域的不断扩大,对机械设备和工业系统的故障诊断、状态监测以及振动信号处理的需求也越来越高。
频域分析作为一种常用的信号分析方法,可以提供关于信号频率和能量分布的详细信息,从而帮助我们更好地理解和解释振动信号的特性。
1.2 文章结构本文将从以下几个方面对振动信号频域指标进行解释说明。
首先,在第二部分中,我们将介绍振动信号频域表示以及傅里叶变换的基本原理,并探讨其在工程实践中的应用。
接下来,在第三部分中,我们将介绍常见的振动信号特征提取方法,包括时间域特征提取方法、频域特征提取方法以及小波变换与振动信号特征提取之间的关系。
然后,在第四部分中,我们将通过具体案例分析,探讨振动信号频域指标在故障诊断、机械设备状态监测以及工业振动信号处理中的实际应用情况。
最后,在第五部分中,我们将对全文进行总结回顾,并展望未来研究方向。
1.3 目的本文旨在深入介绍和解释振动信号频域指标的原理和应用,帮助读者更好地理解和应用频域分析方法,促进相关领域的研究和发展。
通过学习本文内容,读者将能够掌握振动信号频域表示、傅里叶变换及其应用、特征提取方法以及频域指标在故障诊断、状态监测和工业振动信号处理中的实际案例应用等知识,并能够对未来相关研究方向进行展望。
2. 频域分析2.1 振动信号频域表示在振动信号分析中,频域是一种重要的分析手段。
频域分析是通过将时域的振动信号转换成频域表示来研究信号的特征和性质。
频域表示可以将振动信号分解成一系列不同频率的正弦波成分,从而更好地理解和描述信号在不同频率上的能量分布。
2.2 傅里叶变换及其应用傅里叶变换是一种常用的数学工具,用于将时域信号转换为频域。
它可以将周期性或非周期性信号拆解为若干个正弦和余弦函数,并得到各个频率成分对应的幅值和相位信息。
傅里叶变换在振动信号处理中广泛应用,可以提供关于振动信号频谱内容的详细信息。
振动试验技术和数据处理和分析方法振动试验是指评定产品在预期的使用环境中抗振力量而对受振动的实物或模型进展的试验。
依据施加的振动载荷的类型把振动试验分为正弦振动试验和随机振动试验两种。
正弦振动试验包括定额振动试验和扫描正弦振动试验。
扫描振动试验要求振动频率按肯定规律变化,如线性变化或指数规律变化。
振动试验主要是环境模拟,试验参数为频率范围、振动幅值和试验持续时间。
振动对产品的影响有:构造损坏,如构造变形、产品裂纹或断裂;产品功能失效或性能超差,如接触不良、继电器误动作等,这种破坏不属于永久性破坏,由于一旦振动减小或停顿,工作就能恢复正常;工艺性破坏,如螺钉或连接件松动、脱焊。
从振动试验技术进展趋势看,将承受多点掌握技术、多台联合感动技术。
简介振动试验是仿真产品在运输、安装及使用环境中所患病到的各种振动环境影响,本试验是模拟产品在运输、安装及使用环境下所患病到的各种振动环境影响,用来确定产品是否能承受各种环境振动的力量。
振动试验是评定元器件、零部件及整机在预期的运输及使用环境中的抵抗力量。
最常使用振动方式可分为正弦振动及随机振动两种。
正弦振动是试验室中常常承受的试验方法,以模拟旋转、脉动、震荡(在船舶、飞机、车辆、空间飞行器上所消灭的)所产生的振动以及产品构造共振频率分析和共振点驻留验证为主,其又分为扫频振动和定频振动两种,其严苛程度取决于频率范围、振幅值、试验持续时间。
随机振动则以模拟产品整体性构造耐震强度评估以及在包装状态下的运送环境,其严苛程度取决于频率范围、GRMS、试验持续时间和轴向。
振动又分为正弦振动、随机振动、复合振动、扫描振动、定频振动。
描述振动的主要参数有:振幅、速度、加速度。
振动试验包括响应测量、动态特性参量测定、载荷识别以及振动环境试验等内容。
响应测量主要是振级的测量。
为了检验机器、构造或其零部件的运行品质、安全牢靠性以及确定环境振动条件,必需在各种实际工况下,对振动系统的各个选定点和选定方向进展振动量级的测定,并记录振动量值同时间变化的关系(称为时间历程)。