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机械实验之振动参数的测定PPT(32张)

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机械实验之振动参数的测定

机械实验之振动参数的测定
tg x0d/(x•0n0 x)
带宽法使用于小阻尼情况，既可用于高阶，也可用于低阶，但两个 半功率点的频率必须相差较大，否则误差很大。
本实验由于两个点的半功率点相隔较近，所以误差也比较大
2.3 实验的操作步骤
1）用自由振动法测量 和 A n
A）用榔头敲击简支梁使其产生自由衰减振动。
B）记录单自由度自由衰减振动波形，将加速度传感器所测振动经测振仪转 换为位移信号后（标准电信号），送入信号采集分析仪（A/D)，让计算机虚拟 示波器以便显示。
C）绘出振动波形图波峰和波谷的两根包络线，然后设定，并读出个波形所
经历的时间t,量出相距i个周期的两振幅 2，0 。按公式计算 和 A n
2）用强迫振动法测量 和 A n
A）加速度传感器置于简支梁上，其输出端接信号采集分析仪，用来测量简支 梁的振动幅值
B）将电动式激振器接入激振信号源输入端，开启激振信号源的电源开关，对 简支梁系统施加交变正弦激振力，使系统产生正弦振动。
2 1 iln A ( n/A n i)
式中：02/T02/Td12---频率比
0
幅频特性曲线如右图：
振幅最大时的频率为共振频率 0 122
由于存在测量参数的不同，存在位移共振、速度共振及加 速度共振三种
振动形 式
阻尼
自由振动 频率
位移共振 频率
速度共振 频率
加速度共 振频率
无阻尼
n/0
机械振动实验课件
振动参数的测定
（固有频率和阻尼比）
一、实验目标
1.1 实验目的
1、了解单自由度系统自由振动的有关概念 2、了解单自由度系统强迫振动的有关概念 3、会根据自由衰减振动波形确定系统的固有频率和阻尼比会 4、根据强迫振动幅频特性曲线确定系统的固有频率和阻尼比

《振动的测试》PPT课件

《振动的测试》PPT课件

1、惯性式传感器
图中z1(t),z0(t),z01(t)分 别表示壳体绝对位移、质块的 绝对位移和壳体与 质块的相 对位移。测试时，壳体和被测 物体联接（用胶接或机械方 法），使壳体与被测物体之间 无相对的振动，则被测物体的 振 动也即拾振器的输入。
拾振器内质块对壳体的相对位 移量是图8.12力学模型的输出， 经变换元件转换为电信号，用 以描述被测物体的绝对振动量。
当
0时r n
，故

常作为
r
n的估计值。
若输入为力,输出为振动速度时,则系统幅频特性最大处的
频率称为速度共振频率.(速度共振频率始终和固有频率相等)
从相频曲线上可看到,不管系统的阻尼比是多少,在(ω/ ωn)=1
时位移始终落后于激振力90度,这被称为相位共振
************************************************************************************************************************
第八章 振动的测量
§第一节 概述
一、机械的振动是工程技术和日常生活常见的现象。 在大多数的情况下，机械振动是有害的。振动常常破坏
机械的正常工作，振动的动载荷使机械加快失效，降低机械 设备的使用寿命身甚至导致损坏造成事故。振动也有可以被 利用的一方面，如运输、捣固、清洗、脱水等。
二、机械运转中的振动及其产生的噪声，一般都具有相同的 频率组成。
光学法
利用光杠杆原理、读数显微 镜、光波干涉原理、激光多 普效应和光纤等测量
不受电磁干扰，测量精度高，适用于对 质量和体积小、不易安装传感器的试件 作非接触测量。在精密测量和传感器、 测振仪的校准、定度中用的较多。

测试技术第九章机械振动测试PPT课件

测试技术第九章机械振动测试PPT课件

H (ω )
(
ω ωn
)2
1
(
ω ωn
)
2
2
jξ
ω ωn
A (ω )
(
ω ωn
)2
1
(
ω ωn
)2
2
(
2
ξ
ω ωn
)2
2020/11/12
(ω )
arctg
2 ξ ωn
1 ω
2
ωn
测试技术与信号处理
13
• 由幅频特性图可见，当激振频率远小于系统固有频率时，质
量块相对于基础的振动幅值为零，这意味着质量块几乎跟随 基础一起振动，两者相对运动极小。
• 而当激振频率远高于固有频率时，A(ω)接近于1。这表明质 量块和基础之间的相对运动（输出）和基础的振动（输入） 近于相等，说明质量块在惯性坐标中几乎处于静止状态。
•这种现象被广泛用于测振仪器中。
2020/11/12
测试技术与信号处理
14
第九章 机械振动测试 §9-2 测振系统
一、测振系统的组成
二、单自由度系统的受迫振动
图9-1为典型的单自由度线性系统的力学模型图，它是一个 惯性质量、理想的弹簧和粘性阻尼器组成，受外界激振力作用 的单自由度线性系统的受迫振动问题。
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测试技术与信号处理
6
§9－1 振动的基本原理
该系统的运动特性可以用二阶线性 微分方程来表示：
md d22 zt cd dztkzft
2020/11/12
测试技术与信号处理
3
第九章 机械振动测试
§9-1 振动的基本原理
一、机械振动的类型 1、按振动的规律分类 （1）确定性振动

机械结构振动参数测试实验

机械结构振动参数测试实验

2010-9-4
11
2 从相频曲线估计固有频率和阻尼比
2010-9-4
12
从单自由度受迫振动的相频表达式：
，
和相频曲线中可以看出，不管阻尼大小如何，当激振频率和固有 频率相同时，位移的相位角滞后总是，因此通过所测得的相频曲 线可以直接确定系统的固有频率。 确定系统的阻尼比：
0-9-4
5
五、操作步骤
1按正弦激振的要求接好实验系统的线路。 注：通道A作为激励信号 通道B作为响应信号 2.打开计算机。 3.单击桌面上的“信号数据采集与分析”(实验版)。 4.进入实验窗口。 5.单击菜单中的“频响测试”。选择“正弦激振”。 6.单击菜单中的“设置”按钮。 进行采样设置： 输入信号通道A选择‘参考信号’，通道B选择‘加速度’. 电荷放大器灵敏度：通道B设置为20.8mv/g 单击“确定”按钮。 7.然后分别单击“幅频特性”和“相频特性”的左上角的“坐标设置”按钮。 在对话框中设置坐标轴范围为“自动设置”，然后单击“确定”。 8.打开功率放大器和电荷放大器的电源开关,使电荷放大器灵敏度显示20.8， 2010-9-4 6 然后调节功率放大器的“增益调节旋钮”,使悬臂梁有轻微振动。
2010-9-4
15
4 用坐标纸绘出:：幅频曲线和相频曲线。 用坐标纸绘出:
5用幅频曲线和相频曲线确定系统的ωn和ζ。与 用理论公式计算结果相比较,分析误差产生的 原因
2010-9-4
16
七 思考题
1 振动的激励方式通常分为几类？ 2 瞬态激振的特点？
2010-9-4
17
2010-9-4
14
3 .按理论公式计算:梁的固有频率 .按理论公式计算:
式中 E——梁的弹性模量 Io——梁横截面惯性矩 L——悬臂梁长度 S——梁的横截面积 A——振型常数 ρ——-梁材料单位体积质量

《振动测试方法》PPT课件

《振动测试方法》PPT课件
当转轴存在偏心， 即被测轴段与轴颈不同 心时，也可以利用电涡 流传感器在转轴低速旋 转时测得其偏心的大小。
12
轴心轨迹测量
利用电涡流传感器测量轴心轨迹对分析转轴的工作状 态是十分有用的，是振动测量中的一个十分重要的内容。 轴心轨迹是指机组在一定转速下轴心相对于轴承座在轴线 垂直平面内的运动轨迹。图5.28为轴心轨迹测试图，一般 多采用传感器与水平成45°角的安装方式。
精选PPT
传感器的选择
9
精选PPT
振动幅值测量
10
振动幅值是一般振动测量中最感兴趣的测试内容，它一般包括图5.26所示的四种情况：
精选PPT
11
精选PPT
转子径向相对振动的测量
图5.27是利用电涡 流传感器测量转子径向 相对振动的示意图，通 常以圆轴的转动表面在 某一半径方向的振动作 为轴心在该方向的振动。 其中（a）表示用电涡 流传感器测得的转轴振 动信号（电压），该信 号由交流分量和直流分 量两部分组成。交流分 量表示传感器探头与转 轴表面的动态电压信号， 直流分量则代表了平均 间隙电压，由此可确定 轴心在轴承中的平均位 置。
例如，当我们乘坐在运行中的汽车或火车上，就会感觉到振动；工厂中的机器、家中 的家用电器（如洗衣机、脱排油烟机等）工作时也会产生振动，并使我们听到嗡嗡的 声音。
涉及振动的工程应用分为消除振动和应用振动进行工作两种。
多数情况下，振动是有害的。振动影响机器设备的工作性能和寿命，产生损害机械设 备结构和建筑物的动载荷，并能直接地或通过产生噪声间接地危害人类的健康。因此， 除某些利用振动原理工作的机器设备（如：夯实机、捣固机、清洗机等）外，一切都 必须力求将振动量级控制在允许的范围之内。即使对那些利用振动原理工作的机器设 备，也必须采取适当的措施，将其振动的影响尽量控制在有限的空间范围内，以免危 害人类和其它结构。

振动测试分析技术 ppt课件

振动测试分析技术 ppt课件
形式：绝对、相对 定位:标记 环境：温度、湿度、方向等
ppt课件
36
§ 3.3振动测试方案
3 测试位置（监测点）
电涡流位移传感器测量轴振动的示意图
ppt课件
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§ 3.3 振动测试方案
3 测试位置（监测点）
ppt课件
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§ 3.3 振动测试方案
3 测试位置（监测点）
ppt课件
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§ 3.3 振动测试方案
23ppt课件32振动测试的仪器设备传感器的安装24ppt课件32振动测试的仪器设备传感器的安装表31测量典型设备时振动传感器的安装法25ppt课件32振动测试的仪器设备2数据采集器频谱分析仪26ppt课件32振动测试的仪器设备2数据采集器频谱分析仪27ppt课件32振动测试的仪器设备2数据采集器频谱分析仪28ppt课件32振动测试的仪器设备2数据采集器频谱分析仪29ppt课件32振动测试的仪器设备22数据采集器频谱分析仪图39数据采集器的工作过程30ppt课件32振动测试的仪器设备22数据采集器频谱分析仪功能参数
表3-2 水电部汽轮机发电机组振动标准(轴承振幅允许值)
转速/rpm
标准/mm
优
良 合格
1500 3000
30
50
70
20
30
50
ppt课件
45
§ 3.2 振动测试方案
5 振动评定标准：
绝对法 （1）以轴承振动位移峰峰值作评定标准：
表3-3 机电部离心风机和压缩机振动标准
标准
转速 / (rmin1)
振动测试的基本参数：幅值、频率和相位
✓ 幅值 幅值是振动强度大小的标志，它可以用不同 的方法表示，如单峰值、有效值、峰—峰值等；

机械振动测量PPT课件

(1)测量机械设备或结构工作状态下的振动
如测量振动位移、速度、加速度、频率和相位等参数，了解 被测对象的振动状态、寻找振源，以及进行监测、分析、诊 断和预测。
(2)测量机械设备或结构动态特性
施加某种激励，测量其受迫振动测量固有频率、限尼、刚度、 响应和模态等。
振动的测量方法：机械法、电测法、光测法。
dt dt
z(t) y(t) x(t)
15
§2 常用测振传感器
一、绝对式测振传感器原理
d 2 y dz
m
dt 2
c dt
kz 0
d 2z dz
d2x
m dt 2 c dt kz m dt 2
设
力学模型
16
一、绝对式测振传感器原理
设 x(t ) xm sintdx dtxm
cos t
惯性系统阻尼比； 惯性系统的固有角频率。 17
一、绝对式测振传感器原理
1、测振幅
当测振传感器的输出量z正确感受和反映的是被测体振动的
振幅量xm时，
幅频特性： 相频特性：
A( ) zm
( / n )2
xm [1 ( / n )2 ]2 (2 / n )2
( )x
tan1
2 ( / n ) 1 ( / n )2
11
三、振动测试系统的构成
➢ 被测对象在激振力的作用下产生受迫振动，测振传感器测出振动力学参量， 通过振动分析（时域中的相关技术，频域中的功率谱分析）以及计算机数 字处理技术，检测出有用的信息。
➢ 工程上，振动的测试主要讨论的是系统的传输特性，尤其是频率响应特性。 通过测试的数据，推估出系统的动态特性参数。
d2x dt 2
2 xm
sin t

机械振动的测试与类型PPT(72张)

（2）施加外加激励，求取被测对象的振动力学参量或动态性能 分类：振动环境模拟试验、机械阻抗试验和频率响应试验
被测对象
激振器
功率 放大器
测振 传感器
测量电路
振动分 析仪器
显示记 录仪器
信号 发生器
机械振动测试系统组成框图
机械振动测试系统的基本要求： （1）幅频特性和相频特性在测试范围内满足不失真条件； （2）注意各环节间的匹配。比如：传输环节的阻抗匹配； （3）系统稳定可靠。如防止屏蔽、接地等措施排除电磁干扰，
第九章 机械振动的测试
本章要点: 1.机械振动的类型 2.振动的激励和激振器 3.测振传感器原理及选择 4.振动参数的测量
第一节 概 述
振动产生原因： （1）力的变化、零部件之间的碰撞和冲击。
如回转件不平衡、负载不均匀、润滑不良、间隙等 （2）能量传递、存贮和释放等诱发激励振动。 振动的危害： （1）破坏机器正常工作和原有性能，如影响精度、寿命、
(一)简谐振动(单自
a v
2
4
6
8
10
12
14 t
-0.5
x(t)xm si nt () -1
v ( t) d /d x tx m co t s ) v ( m sitn ( 2 )
a ( t ) d 2 x / d 2 t 2 x m c o t ) s a m s (i t n ) (
可靠性甚至损坏。 （2）产生噪声，恶化环境和工作条件，危害健康。 振动的有效利用：如输送、清洗、磨削、监测等。 无论是利用振动还是防止振动，都必须确定其量值。
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，这些都离不开振动的测量。

机械振动实验课件----振动参数的测量共36页文档

拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走参数的测量
41、俯仰终宇宙，不乐复何如。 42、夏日长抱饥，寒夜无被眠。 43、不戚戚于贫贱，不汲汲于富贵。 44、欲言无予和，挥杯劝孤影。 45、盛年不重来，一日难再晨。及时 当勉励 ，岁月 不待人 。
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿

第2章振动的测试ppt课件

3.这种传感器丈量上限理论上是无 限的，但在实际应用中受到详 细一起构造和元器件的限制， 因而上限不能太高。
;
〔P.190〕
§2-3 振动的鼓励
鼓励方式
(P.210)
鼓励方式
稳态正弦激振 随机激振 瞬态激振
;
一、稳态正弦激振
1.逐点正弦激振
单一频率正弦力
系统
稳态响应 来将 ，响 然应 后记 作录 图下
最理想的各个环节应aa0a0单自在度系统单自在度系统单自在度系统是一种最简单的力学模型单自在度系统是一种最简单的力学模型该系统可以用二阶常系数微分方程表述该系统可以用二阶常系数微分方程表述单自在度系统振动研究是多自在度系统单自在度系统振动研究是多自在度系统的根底的根底一些实际的工程构造可以简化为一个单一些实际的工程构造可以简化为一个单自在度系统自在度系统以单自在度振动系统模型来介绍惯以单自在度振动系统模型来介绍惯性式传感器的特性性式传感器的特性222惯性式传感器的力学模型惯性式传感器的力学模型p188p188复杂信号复杂信号分解成谐波分量合成分解成谐波分量合成系统具有系统具有叠加性叠加性正弦信号正弦信号系统系统响应响应力平衡方程式力平衡方程式kzdtdz阻尼系数阻尼系数kk弹簧刚度弹簧刚度ff系统输入系统输入zz振动位移振动位移系统输出系统输出p189p189动态特性动态特性测试装置对随时间变化的测试装置对随时间变化的输入量的响应特性
;
3. 阶跃〔张弛〕激振
;
§2-4 激振设备 (P.206) 激振设备及其要求：
激振设备—对试件施加某种预定要求的激振力， 激起试件振动的装置。
对激振设备要求： 能在要求的一定频率范围内产生波形良好、幅值
足够且稳定的交变力； 有时要求产生ห้องสมุดไป่ตู้个稳定力； 尽量要求体积小、重量轻。
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式中：A ------ 振动振幅

x0
y y
-----动 -----
静
初相位 有阻尼衰减振动圆频率

设初始条件：t=0时，初始位移Td2/02n22/012T，0/12 初始速度 d 02n2
1/ (12)2(2)2

A x02[x(0n0x)/d]2
3）在拔插传感器接线时，必须首先关闭“信号采集分析仪”。
2
A2
如果按幂级数展开，并约去高阶无穷小，那么，
所以：
n
d
2、带宽法（0.707法） 记录好幅频特性曲线后，找到两个半功率点 2 和 (21)/20
0
带宽法使用于小阻尼情况，既可用于高阶，也可用于低阶，但两个 半功率点的频率必须相差较大，否则误差很大。
本实验由于两个点的半功率点相隔较近，所以误差也比较大
1.3实验难点
1、振动实验台的简化（等效质量的概念） 2、信号测试的方法 3、共振的分类（位移共振、速度共振及加速度共振）
二、具体实验
2.1 实验装置与仪器框图
''
mxcx Kx 0
2.2实验原理
2.2.1 系统固有频率的测定
固有频率是振动系统的一项重要参数。它取决于振动系统结 构本身的质量、刚度及其分布，是结构本身固有特性之一。确定系 统的固有频率的方法很多，比较方便又便于测试的方法有自由振动 法和强迫振动法。
机械振动实验课件
振动参数的测定
（固有频率和阻尼比）
一、实验目标
1.1 实验目的
1、了解单自由度系统自由振动的有关概念 2、了解单自由度系统强迫振动的有关概念 3、会根据自由衰减振动波形确定系统的固有频率和阻尼比会 4、根据强迫振动幅频特性曲线确定系统的固有频率和阻尼比
1.2实验重点
1、自由振动的波形特点（周期、频率及振幅） 2、强迫振动幅频特性曲线
0
式中：21ilnA(n/Ani)---频率比 02/T02/Td 12
幅频特性曲线如右图：
振幅最大时的频率为共振频率 0
由于存在测量参数的不同，存在位移共振、速度共振及加 速度共振三种
振动形 式
阻尼
自由振动 频率
位移共振 频率
速度共振 频率
加速度共 振频率
无阻尼
0 12
2.3 实验的操作步骤
1）用自由振动法测量tgx0d/(x0n0x)和 n/0
A）用榔头敲击简支梁使其产生自由衰减振动。
B）记录单自由度自由衰减振动波形，将加速度传感器所测振动经测振仪转 换为位移信号后（标准电信号），送入信号采集分析仪（A/D)，让计算机虚拟 示波器以便显示。
C）绘出振动波形图波峰和波谷的两根包络线，然后设定，并读出个波形所
B）振幅按几何级数衰减
减幅系数: xBsi nt()
对数减幅 :ห้องสมุดไป่ตู้
''
'
mxkx cxF 0sint
2 迫振动法（共振法） 利用激振器对被测系统施以简谐激励力，使系统产生强迫振
动，改变激振频率，进行频率扫描，当激振频率与系统的固有频 率接近时，系统产生共振。因此，只要逐渐调节激振频率，同时 测定系统的响应幅值，绘出幅值和频率的关系曲线（即幅频特性 曲线），曲线上各峰值点所对应的频率，就是系统的各阶固有频 率。
C）激振频率由低到高逐渐增加，记录各激振频率及其该振动频率下相应的振幅 值A。
2．4 实验操作注意点
1）用自由振动法测系统固有频率时，榔头不能敲击过重，以免波 形幅值太大，同时，敲击必须间隔一段时间，避免两次产生的波形 发生重叠。
2）信号源的输出电流不能太大，一般取在200~300毫安之间，激振 头的最大输入电流为500毫安。
而变化的曲线，量出相邻的I个振幅 Ani 、iAn/AnieinTd
那么：
---减幅系数 lni/i(lnAn/Ani)/i
lnlnA1/A2ndT
---对数减幅 lnA1/(A2)lnA2[(A2)/A2]l1nA(A22)
又由于 ：
A2
经历的时间t,量出相距i个周期的两振幅 ， 20 。按公式计算 tgx0d/(x0n0x)和n/0
2）用强迫振动法测量 tgx0d/(x0n0x)和 n/0
A）加速度传感器置于简支梁上，其输出端接信号采集分析仪，用来测量简支 梁的振动幅值
B）将电动式激振器接入激振信号源输入端，开启激振信号源的电源开关，对 简支梁系统施加交变正弦激振力，使系统产生正弦振动。
单自由度系统，在简谐激励力的作用下，系统作简谐强 迫振动，系统的微分方程为
''
x 02x2nxF0sint/m
'
x02x20xF0sint/m
A1
式中：n----衰减系数 2n=C/m 强迫振动的一个特解为：
T 式中：B ---强迫振动振幅
BF0/(Km2)(c)2F0/k*(12)(2)2 ---初相位
此波形有如下特点：
A) 有阻尼自由振动周期(/0，) 大于无 阻尼自由振动周期 lneindT/indT ，即 (/0)> lneindT/indT
x
0
周 期： T
d
固有频率： d 0 12 A1/A2endT
可见，用自由振动法测出的系统的固有频率，略小于实际的固有频 率，当阻尼很小时，两者是很接近的。
0 12
0 12
有阻尼 0 122 0 122 0 12
0 12

只有采用速度共振测时，测得的速度共振频率是系统的无阻 尼固有频率，本实验采用速度共振。
2.2.2 阻尼比的测定
阻尼在工程上用n/0 表示 A n
1、自由衰减法
利用自由振动法测出结构的自由振动衰减曲线，随时间t
1、自由振动法（自由衰减振动法）
1. 用敲击法给系统一初始扰动，使系统产生一个自由振动，同时记录 下振动波形，便可求的系统的固有频率。
对于单自由度系统，其力 学 模型如右图
''
'
x2x2nx 0
0
''
1 x02x20x0
其中 n----衰减系数 2n=C/m
当
xAnest indt(（) 小阻力）时，上方程的解为：