一、振动参数及结构特性参数测量..

8.1 振动的基础知识与信号的分类类似，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，如图8.1所示。

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。

图8.1 振动的种类和特征简谐振动是最基本的周期运动，各种不同的周期运动都可以用无穷个不同频率的简谐运动的组合来表示。

本节讨论最为简单的单自由度系统在两种不同激励下的响应(即单自由度系统的受迫振动):质量块受力产生的受迫振动基础运动产生的受迫振动以利于正确理解和掌握机械振动测试及分析技术的有关概念。

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。

简谐振动简谐振动的运动规律可用简谐函数表示，即振动的运动规律为：(8.2)(8.3)比较式(8.1)至(8.3)可见，速度的最大值比位移的最大值导前900 ，加速度的最大值要比位移最大值导前1800 。

质量块受力产生的受迫振动如图8.2所示为单自由度系统在质量块受力所产生的受迫振动示意图。

在外力f(t)的作用下，质量块m的运动方程为：（8.4）式中c为粘性阻尼系数，k为弹簧刚度，位移y(t)为振动系统的输出。

这是一个典型的二阶系统，其系统频率响应函数H(ω)和幅频特性函数、相频特性函数ϕ(ω)分别为：（8.5a）图8.2 质量块受力所产生的受迫振动（8.5b）（8.5c）式中：ω基础运动的圆频率；ζ振动系统的阻尼比， ；。

（8.6） 由上式可见，在幅频特性图上，质量块受力产生的受迫振动其共振频率ωr总是小于系统的固有频率ωn，阻尼越小两者越靠近，因此，在小阻尼情况下可以采用ωr作为的ωn估计值；而在相频特性图上，不管系统的阻尼比为多少，在ωr/ωn=1时位移始终落后于激振力90°。

振动参数测量偏大问题分析振动参数测量在工程领域中被广泛应用，它可以帮助工程师了解机械或结构的振动行为，从而进行合理的设计和维护。

在实际应用中，有时会出现振动参数测量偏大的问题，导致对振动行为的误解和不必要的担忧。

本文将对振动参数测量偏大问题进行分析，并提出相应的解决方案。

一、问题现象振动参数测量偏大的问题通常表现为以下几个方面：1. 振动幅值异常高：在进行振动参数测量时，得到的振动幅值远远超出预期范围，甚至超出了设备的额定振动限制。

2. 频率异常偏移：测得的振动频率与实际振动频率相比存在较大的偏移，导致振动特性分析的结果出现误差。

3. 系统异常报警：振动监测系统或设备自身的振动传感器会因为测量偏大而触发异常报警，导致误判和错误处理。

二、问题分析振动参数测量偏大的问题可能由多种原因引起，主要包括以下几点：1. 传感器故障：振动参数测量所使用的传感器可能存在故障，例如偏置电压异常、灵敏度损失或频率响应不稳定，导致测量结果偏大。

2. 环境干扰：振动参数测量场景中存在较强的环境干扰，如电磁场干扰、温度变化等，会对传感器的工作产生影响，从而导致数据异常。

3. 数据处理错误：在振动参数测量的数据采集和处理过程中，可能存在算法错误或参数设置不当，导致测量结果偏大。

4. 振动源变化：被测对象的振动源发生了变化，例如受到外部冲击或在运行过程中发生了故障，导致振动参数发生偏离。

5. 设备老化：振动传感器或被测对象本身的老化和损坏也可能导致振动参数测量偏大的问题。

三、解决方案针对振动参数测量偏大的问题，可以采取以下措施来解决：1. 传感器检测与校准：定期对振动参数测量所使用的传感器进行检测与校准，确保其正常工作且灵敏度、频率响应等性能符合要求。

2. 环境干扰控制：在进行振动参数测量时，应尽量减少环境干扰的影响，例如通过屏蔽措施、保持稳定的温度等方式来控制干扰因素。

3. 数据处理优化：对振动参数测量的数据处理算法和参数设置进行优化，确保数据采集和处理过程的准确性和稳定性。

振动测试相关标准一、引言振动测试是评估产品或结构的动态特性和性能的重要手段。

在许多工程领域，如航空航天、机械、土木工程和汽车等，需要进行振动测试以确保产品的可靠性和安全性。

为了统一测试方法和规范，制定了一系列振动测试相关标准。

本文将重点介绍振动测试的频率范围、加速度和位移参数，以及加权处理等方面的标准。

二、振动测试的频率范围频率范围是振动测试的一个重要参数，它决定了测试所涵盖的振动频率范围。

不同的测试标准可能会规定不同的频率范围，以适应不同产品或结构的测试需求。

例如，一些标准可能规定低频范围为1～1000Hz，而另一些标准则可能规定高频范围为1000～5000Hz。

在实际测试中，应根据具体的标准和要求来确定适当的频率范围。

三、振动测试的加速度和位移参数加速度和位移是振动测试中的两个重要参数，它们反映了物体振动的剧烈程度和运动情况。

在制定振动测试相关标准时，通常会规定加速度和位移的测量范围和精度要求。

例如，一些标准可能要求加速度测量范围为0.1～10g（g为重力加速度），位移测量范围为0.01～1mm。

在实际测试中，应根据具体的标准和要求来确定适当的加速度和位移参数。

四、振动测试的加权处理加权处理是振动测试数据处理的一种方法，用于消除不同频率成分对测试结果的影响。

在制定振动测试相关标准时，通常会规定加权处理的方法和参数。

例如，一些标准可能要求采用“滤波器法”进行加权处理，而另一些标准则可能要求采用“谱分析法”。

在实际测试中，应根据具体的标准和要求来确定适当的加权处理方法。

五、结论本文介绍了振动测试相关标准的主要内容，包括振动测试的频率范围、加速度和位移参数以及加权处理等方面。

这些标准是指导实际振动测试的重要依据，有助于确保测试结果的准确性和可靠性。

在实际应用中，应遵循相关标准的要求，选择适当的测试方法和参数，以确保获得可靠的结果。

同时，随着技术的不断发展和新标准的制定，应关注并更新相关标准，以适应新的测试需求和挑战。

振动测试及其分析 1.振动测试与动态信号分析1.1 基本术语动态参数：结构振动的位移、速度、加速度；冲击的加速度；噪声的声压等（随时间变化）。

动态测试：由传感器测得这些非电物理量并转变为电信号，然后经过信号放大、滤波等适调环节，对信号作适当调节，对测试结果进行显示、记录的过程。

模拟信号：工程中的动态物理量都是随时间变化的，相应的连续时间信号称为模拟信号。

数字信号：由模拟信号转换得到的离散数字序列。

其特点是便于存储、处理。

数字信号是模拟信号在一定条件下的近似表示。

数据采集：将连续时间信号转变为离散数字信号的过程称为数据采集。

数据采集的方法：采样、量化—模数转换（A/D 转换）A/D 转换产生的问题：频率混迭（偏度误差）、信号噪声比（随机误差）。

解决或减小误差的方法：抗混滤波、充分利用A/D 转换器的动态范围。

信噪比（SNR ）：信号功率与噪声功率之比。

用来衡量量化误差的大小，可作为反映量化过程的主要精度指标。

动态范围（DR ）：可测试的最大信号与分辨率之比，通常用分贝（dB ）表示。

A/D 转换器的动态范围DR 与A/D 转换位数N 的关系：NDR 2lg 20=； 如N=12，DR ≈72 dB频响函数测试分类：按激振力性质的不同，频响函数测试可分为稳态正弦激励、随机激励及瞬态激励三类。

其中随机测试又有纯随机、伪随机、周期随机之分。

瞬态测试则有快速正弦扫描、脉冲激励和阶跃(张驰)激励等几种方式。

脉冲激励可分为单点敲击多点测量和多点敲击单点测量两种。

前者是求出频响函数矩阵中的某一列，后者是求出频响函数矩阵中的某一行。

根据频响函数矩阵的对称性，其分析完全相同。

1.2 信号分析从观测领域的不同，对信号特征进行分析的方法主要有三种：幅值域、时（间）域、频（率）域。

(1) 幅值域分析：有效值、峰值、平均值、方差（对随机信号 均值、方差，概率密度和概率分布函数）。

峰值：动态信号时间历程中瞬时绝对值的最大值 max )(t x x p =对简谐信号来讲，用峰值描述是恰当的，t A t x ωsin )(=，A x p =。

振动测试技术方案振动测试技术方案1. 背景介绍振动测试技术是工程领域中的一项重要技术。

振动测试可用于检测设备或结构的自然振动频率、结构的弹性属性、应力及损伤状态等。

识别设备或结构的振动特征，能够帮助人们更准确地评估设备或结构的健康状况，进而有效地进行预防性维护和故障诊断。

2. 技术方案2.1 设备准备在进行振动测试之前，首先需要准备必要的设备。

主要包括振动测量仪器、传感器、电缆、电源等。

振动测量仪器可选择三维振动计或光学测量仪器等。

传感器主要包括加速度计、速度计和位移计等。

为了保证测量结果的准确性，选择合适的传感器至关重要。

电缆和电源用于连接和供电。

2.2 测量方法振动测试方法通常包括自由振动测试和受控振动测试。

自由振动测试是指在设备或结构自然振动条件下进行测试，而受控振动测试是指通过施加外部控制力激发设备或结构的振动来进行测试。

根据实际情况选择合适的测试方法。

2.3 测量步骤具体的振动测试步骤如下：步骤一：选择合适的测量点根据设备或结构的特性和需要测量的参数，选择合适的测量点。

对于一些比较大的结构，需要选定多个测量点进行测试，以便全面地了解结构的振动情况。

步骤二：安装传感器将传感器安装在测量点上，并通过电缆与测量仪器连接。

安装传感器时应注意传感器的位置和方向，以免影响测试结果。

步骤三：进行测量在进行测量之前，应保证设备或结构处于正常工作状态。

启动测试仪器，记录测量数据。

在自由振动测试中，测量数据通常包括振动频率、振幅和阻尼等参数。

在受控振动测试中，还需记录激振频率、激振幅值以及相位等参数。

步骤四：数据分析对测量数据进行分析，根据实际情况选择合适的分析方法。

常用的分析方法包括频谱分析、时域分析、相位分析等。

通过分析得到的结果，可以了解设备或结构的振动特性，有助于下一步的预防性维护或故障诊断工作。

3. 注意事项在进行振动测试时，需要注意以下事项：3.1 选取合适的测量点和传感器，以保证测量结果的准确性。

振动测量的主要内容振动测量是一种广泛应用于各个领域的技术，用于检测和分析物体的振动行为。

它在工程、科学、医学等领域中都有着重要的应用，可以帮助人们了解物体的动态特性和结构健康状况。

以下是关于振动测量的主要内容的详细介绍。

一、振动的基本概念1. 振动的定义：振动是物体围绕平衡位置来回运动的现象，包括周期、频率、幅值和相位等基本概念。

2. 振动的分类：振动可以分为自由振动和受迫振动，自由振动是物体在没有外力作用下的振动，受迫振动是外力作用下的振动。

3. 振动的参数：描述振动行为的参数包括振幅、频率、周期、相位等，这些参数对于振动测量非常重要。

二、振动传感器1. 加速度传感器：加速度传感器是最常用的振动传感器之一，它可以测量物体在某一方向上的加速度，并通过积分得到速度和位移信息。

2. 速度传感器：速度传感器用于测量物体的振动速度，它可以直接测量速度而无需进行积分运算。

3. 位移传感器：位移传感器可以直接测量物体的振动位移，常用的位移传感器包括电感式传感器、光电传感器等。

4. 压电传感器：压电传感器利用压电效应将振动转化为电信号，常用于高频振动测量。

三、振动测量方法1. 时域分析：时域分析是最基本的振动分析方法，通过记录振动信号的时间历程，可以获取振动信号的幅值、频率、周期等信息。

2. 频域分析：频域分析是将振动信号从时域转换到频域的方法，常用的频域分析方法包括傅里叶变换、功率谱密度分析等，可以得到振动信号的频率成分和能量分布情况。

3. 阶次分析：阶次分析是将振动信号从时间域转换到转速域的方法，可以分析旋转机械系统中的振动特性，如齿轮啮合频率、轴承故障频率等。

4. 模态分析：模态分析用于研究结构振动的固有特性，可以确定结构的固有频率、振型等信息，常用的方法有模态测试和有限元模态分析等。

四、振动测量应用1. 结构健康监测：振动测量可以用于结构健康监测，通过对建筑物、桥梁、飞机等结构的振动进行监测和分析，可以及早发现结构的损伤和故障。

简支梁振动系统动态特性测试姓名：汪亚彬学号：0214134班级：土木工程（3）班课程：振动测试技术2015年7月21日一、振动测试概述1、振动的分类及描述答: 1、在振动理论中，把物体的振动按自由度分，可分为：单自由度振动、多自由度振动、无限自由度振动；2、按激励类型分，可分为：自由振动、受迫振动、自激振动、固有振动、参数振动；3、从振动特性看，可分为：线性振动和非线性振动；4、按信息与数据的形式分，可分为：确定性振动及随机振动两大类。

其中 确定性振动按响应持续时间，又可分为:瞬态振动、稳态振动；按响应的周期性可分为：周期振动及非周期振动两类；周期振动可用数学表达式 )((nT t y t y +=） 表示，它还可以进一步分为简谐振动及复杂周期振动两类；非周期振动又可分为准周期振动及瞬变振动两类。

一、确定性振动1、简谐振动简谐振动是一种最简单、最基本的振动形式，其时变函数为sin()(A t y =)2sin()00ϕπϕ+=+ft A wt式中：A ----振幅；w ----圆频率，单位：弧度/秒（rad/s ）；f ----频率，单位：赫兹（Hz ）；0ϕ----相对于时间原点的初相角，单位：弧度（rad ）;)(t y ----为t 时刻的瞬时幅值。

2、复杂周期振动复杂周期振动可用如下的周期性时变函数表示),()(nT t y t y ±= =n 1，2，3···，它由与基波成为整倍数的波形所组成。

或者，复杂周期振动是由静态分量0y 项与无穷多个振幅、初相角不相同、频率与基频称整数倍的间谐波分量叠加而成，当然其中有些项的幅值可以为零。

3、准周期振动如果若干个频率不成比例关系的简谐振动叠加在一起，合成后的振动不呈现周期性，称为准周期振动。

例如：)7s i n ()5s i n ()s i n ()(332211ϕϕϕ+++++=t y t y t y t y所表示的振动，表现在时程曲线不呈现周期性。

桥梁结构振动模态测试方案详解随着城市建设和交通网络的不断发展，桥梁作为交通基础设施的重要组成部分，其结构的稳定性和安全性显得尤为重要。

为了评估桥梁结构的健康状况和振动特性，振动模态测试变得愈发重要。

本文将详细介绍桥梁结构振动模态测试的方案，包括测试原理、步骤以及相关的仪器设备。

1. 测试原理桥梁结构振动模态测试的原理基于结构的自由振动特性。

当桥梁受到外力激励或者内部失稳引起的振动时，桥梁结构会以自由振动频率和模态形状进行振动。

通过对振动信号的采集和分析，可以确定桥梁结构的固有频率、阻尼比和振型等关键参数，从而评估结构的稳定性和安全性。

2. 测试步骤（1）准备工作：在进行振动模态测试前，需要进行一些准备工作。

首先，确定测试对象，即需要测试的桥梁结构，并清理测试区域，确保测试点位能够正常布置。

其次，选择合适的测试仪器设备，包括加速度传感器、振动激励器和数据采集系统等。

（2）传感器布置：根据测试需要，在桥梁结构的合适位置布置加速度传感器。

传感器的数量和位置需要根据桥梁的几何形状和结构特点来确定，一般选取梁端部和中间位置来布置传感器，以获取更全面的振动信息。

（3）振动激励：为了激发桥梁结构的振动，需要使用振动激励器对测试对象进行激励。

振动激励器可以通过施加外部力或者振动源来实现，使得桥梁结构处于激励状态，从而产生自由振动。

（4）数据采集与分析：在桥梁结构受到激励后，采集传感器所得到的振动信号，并通过数据采集系统进行处理和分析。

数据采集系统可以记录振动信号的幅值、频率和相位等信息，并将数据转化为频谱图或模态形状等可视化结果。

（5）测试结果评估：通过对测试结果的评估，可以判断桥梁结构的振动模态特性以及存在的问题。

结合理论计算和振动参数分析，可以进一步评估桥梁结构的健康状况，为后续维护和加固工作提供参考。

3. 测试设备桥梁结构振动模态测试需要使用一系列的仪器设备，以确保测试的准确性和可靠性。

常用的测试设备包括：（1）加速度传感器：用于测量桥梁结构振动的加速度值，常用的传感器类型有压电式和电容式传感器。

实验一简谐振动幅值测量、实验目的1•了解振动信号位移、速度、加速度之间的关系。

2•学会用各种传感器测量简谐振动的位移、速度、加速度幅值。

、实验装置框图简谐振动的位移、速度、加速度幅值测量试验的实验装置与仪器框图见图1-1。

图1-1实验装置框图三、实验原理在振动测量中，有时往往不需要测量振动信号的时间历程曲线，而只需要测量振动信号的幅值。

振动信号的幅值可根据位移、速度、加速度的关系，用位移传感器或速度传感器、加速度传感器来测量。

设振动位移、速度、加速度分别为x、v、a,其幅值分别为X、V、A :式中：x = Bsin ( - ©) (1)v = dy = © Bcos (-如t (2)dtd 2ya= y=「w2Bsin(wt」)(3)dt2B 位移振幅©—振动角频率2—■初相位X=B (4)V=© B=2n fB ( 5)A=32B=（2 n fB （6）振动信号的幅值可根据式（6）中位移、速度、加速度的关系，分别用位移传感器、速度传感器或加速度传感器来测量。

也可利用动态分析仪中的微分、积分功能来测量。

四、实验方法1、安装激振器把激振器安装在支架上，将激振器和支架固定在实验台基座上，并保证激振器顶杆对简支梁有一定的预压力（不要超过激振杆上的标识），用专用连接线连接激振器和DH1301扫频信号源输出接口。

2、连接仪器和传感器把加速度传感器安装在简支梁的中部，输出信号接到电荷放大器的输入端，并将电荷放大器的输出接到数采分析仪的1通道。

3、仪器参数设置打开数采仪器的电源开关，开机进入DAS2003数采分析软件的主界面，设置采样率（2kHz ）、量程范围，输入加速度传感器的灵敏度。

打开一个窗口，分别显示三个通道的信号。

4、采集并显示数据调节扫频信号源的输出频率，使梁产生振动。

分别调整电荷放大器为加速度、速度、位移状态，同时在窗口中读取当前振动的最大值（位移、速度、加速度）。

振动测试标准与方法
振动测试是一种不可或缺的防腐和验证测量，用于确定物体在使用过程中所受到的振动是否超过了物体在振动作用下应具备的处理能力。

它是评价产品状态和可靠性的重要技术指标。

由于振动的性质、参数和功能的不同，以及不同应用的要求，振动测试的方法也不断发展，现在根据使用领域和时间配置,总结出了以下振动测试标准和测试方法：
1.长期振动验证测试：它的目的是衡量在一定的持续振动时间内，连续不断的验证产品是否会出现不良状态。

2.振动耐久测试：它是评估产品在设定持续时间及振动条件下运行，以及在这种情况下产品是否损坏的重要测试。

3.瞬态特性测试：它是用来测试特定频率振动下，物体对应于特定时间和振幅应力的响应性能。

4. 空腔振动测试：它是一种衡量物体内部振动变化的测试方法，例如当衡量生产过程中电路板的内部温度。

5. 内部振动测量：它是采用特制的陀螺仪，以收集和分析产品内部振动的特点，如振动频率，响应时间等。

6. 动态强度测试：它是采用加载设备，以增大物体的振动，测试它在极端情况下是否可以抵抗被作用于其上的外力。

7. 隔离测试：它旨在衡量物体上的振动是否会通过结构而进入其他部件，以防止振动引起的各种故障。

安全可靠的振动测试是物体抗振性能评估的一个重要组成部分，对于机械装置的设计及安全可靠的运行至关重要。

有效的振动测试标准和测试方法能够保证产品质量，提高生产效率，减少质量缺陷，更好地满足客户的需求。