总复习(振动测试与分析)
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第1篇一、引言随着工业自动化程度的不断提高,工厂生产过程中产生的振动问题日益受到重视。
振动不仅会影响设备的正常运行,还会对操作人员的安全和健康造成威胁。
为了确保工厂生产的安全和高效,本报告对工厂振动进行了系统测试,以了解振动源、振动传播路径以及振动对设备的影响,为振动控制提供科学依据。
二、实验目的1. 了解工厂振动产生的来源及传播路径。
2. 测量不同区域的振动强度和频率。
3. 分析振动对设备的影响。
4. 为振动控制提供科学依据。
三、实验设备与仪器1. 振动测试仪:用于测量振动强度和频率。
2. 激光测距仪:用于测量设备与振动源的距离。
3. 摄像头:用于观察振动现象。
4. 计算机软件:用于数据处理和分析。
四、实验方法1. 确定测试点:根据工厂布局,选取具有代表性的测试点,包括振动源附近、振动传播路径上以及设备附近。
2. 测试振动强度和频率:使用振动测试仪分别测量各个测试点的振动强度和频率。
3. 测量设备与振动源的距离:使用激光测距仪测量设备与振动源的距离。
4. 观察振动现象:使用摄像头观察振动现象,记录振动形态和频率。
5. 数据处理和分析:将测试数据输入计算机软件,进行数据处理和分析。
五、实验结果与分析1. 振动源:通过测试发现,工厂振动的主要来源为机械设备运行、物料运输以及空气流动等。
2. 振动传播路径:振动主要沿地面、墙壁以及设备本身传播。
3. 振动强度和频率:不同区域的振动强度和频率存在差异,振动源附近振动强度较大,频率较高;振动传播路径上振动强度逐渐减弱,频率降低;设备附近振动强度较小,频率较低。
4. 振动对设备的影响:振动可能导致设备疲劳、磨损,甚至损坏。
长期处于高振动环境下,设备的使用寿命将大大缩短。
六、振动控制措施1. 优化设备布局:将振动源与设备保持一定距离,减少振动传播。
2. 使用减振设备:在振动源附近安装减振垫、减振器等,降低振动强度。
3. 改善物料运输方式:采用低速、平稳的运输方式,减少物料运输过程中的振动。
一、选择题1.(0分)[ID :127383]关于简谐运动的质点的以下说法正确的是( ) A .间隔半个周期的整数倍的两个时刻,物体的振动情况相同 B .做简谐运动的质点在半个周期内物体的动能变化一定为零 C .质点在四分之一周期的时间内的路程一定等于一倍振幅 D .任一时刻加速度和速度方向都相反2.(0分)[ID :127382]如图甲所示,弹簧振子以点O 为平衡位置,在A 、B 两点之间做简谐运动。
取向左为正方向,振子的位移x 随时间t 的变化如图乙所示,下列说法正确的是( )A .0.8s t =,振子的速度为零B .0.2s t =时,振子在O 点右侧6cm 处C .0.4s t =和 1.2s t =时,振子的加速度均为零D .0.4s t =到0.8s t =的时间内,振子的速度逐渐增大3.(0分)[ID :127381]如图甲所示,在一条张紧的绳子上挂几个摆。
当a 摆振动的时候,其余各摆在a 摆的驱动下也逐步振动起来,不计空气阻力,达到稳定时,b 摆的振动图像如图乙。
下列说法正确的是( )A .稳定时b 摆的振幅最大B .稳定时b 摆的周期最大C .由图乙可以估算出b 摆的摆长D .由图乙可以估算出c 摆的摆长4.(0分)[ID :127368]下列说法中 不正确 的是( ) A .将单摆从地球赤道移到南(北)极,振动频率将变大B .将单摆从地面移至距地面高度为地球半径的高度时,则其振动周期将变到原来的2倍C .将单摆移至绕地球运转的人造卫星中,其振动频率将不变D .在摆角很小的情况下,将单摆的振幅增大或减小,单摆的振动周期保持不变5.(0分)[ID :127366]某弹簧振子在水平方向上做简谐运动,其位移x 随时间t 变化的函数关系式为sin x A t ω=,振动图像如图所示,下列说法不正确的是( )A .弹簧在第1s 末与第3s 末的长度相同B .简谐运动的圆频率rad /s 4πω=C .第3s 末振子的位移大小为22A D .从第3s 末到第5s 末,振子的速度方向发生变化6.(0分)[ID :127328]光滑水平面上的弹簧振子,以O 为平衡位置在A 、B 间做简谐运动,则下列说法中正确的是( ) A .物体在 A 和 B 处加速度为零B .物体通过 O 点时,加速度的方向发生改变C .回复力的方向总跟物体的速度方向相反D .物体离开平衡位置 O 后的运动是匀减速运动7.(0分)[ID :127327]如图所示,一块涂有炭黑的玻璃板在拉力F 的作用下,竖直向上运动.一个装有水平振针的固定电动音叉在玻璃板上画出了图示曲线,下列判断正确的是A .音叉的振动周期在增大B .音叉的振动周期不变C .玻璃板在向上做减速运动D .玻璃板在向上做匀速直线运动8.(0分)[ID :127321]将一个摆长为l 的单摆放在一个光滑的,倾角为α的斜面上,其摆角为θ,如图下列说法正确的是( )A .摆球做简谐运动的回复力sin sin F mg θα=B .摆球做简谐运动的回复力为sin mg θC .摆球做简谐运动的周期为2sin lg πθD .摆球在运动过程中,经平衡位置时,线的拉力为sin T mg α=9.(0分)[ID :127318]弹簧振子作简谐运动,在平衡位置O 两侧A 、B 间振动,当时间t =0时,振子位于B 点,若规定向右的方向为正方向,则下图中哪个图象表示振子相对平衡位置的位移随时间变化的关系A .AB .BC .CD .D10.(0分)[ID :127308]某质点作简谐运动的振动图象如图所示,则( )A .t =0.2s 时,质点速度方向沿x 正方向B .t =0.2s 时,质点加速度方向沿x 负方向C .0.2s-0.4s 内质点速度先减小后增大D .0.2s-0.4s 内质点加速度先增大后减小11.(0分)[ID :127298]一单摆做小角度摆动,其振动图象如图,以下说法正确的是( )A .1t 时刻摆球速度为零,悬线对它的拉力为零B .2t 时刻摆球速度最大,悬线对它的拉力最大C .3t 时刻摆球速度最大,悬线对它的拉力最小D .4t 时刻摆球速度最小,悬线对它的拉力最大12.(0分)[ID :127295]如图甲所示,一个单摆做小角度摆动,从某次摆球由左向右通过平衡位置时开始计时,相对平衡位置的位移x 随时间t 变化的图象如图乙所示.不计空气阻力,g 取10m/s 2.对于这个单摆的振动过程,下列说法中不正确的是( )A .单摆的位移x 随时间t 变化的关系式为8sin(π)cm x t =B .单摆的摆长约为1.0mC .从 2.5s t =到 3.0s t =的过程中,摆球的重力势能逐渐增大D .从 2.5s t =到 3.0s t =的过程中,摆球所受回复力逐渐减小二、填空题13.(0分)[ID :127482]如图所示是单摆做阻尼振动的振动图线。
第十一章 机械振动 单元测试卷(考试时间:90分钟 试卷满分:100分)注意事项:1.本试卷分第I 卷(选择题)和第II 卷(非选择题)两部分。
答卷前,考生务必将自己的班级、姓名、学号填写在试卷上。
2.回答第I 卷时,选出每小题答案后,将答案填在选择题上方的答题表中。
3.回答第II 卷时,将答案直接写在试卷上。
第I 卷(选择题 共48分)一、选择题(共12小题,每小题4分,共48分。
在每小题给出的四个选项中,第1~8题只有一项符合题目要求,第9~12题有多项符合题目要求。
全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
)1、(2020·枣庄市第三中学高二月考)弹簧振子做简谐振动,若某一过程中振子的加速度在增加,则此过程中,振子的( )A .位移一定在减小B .速度一定在减小C .速度与位移方向相反D .加速度与速度方向相同2、(2020江苏宿豫中学高二月考)一个弹簧振子沿x 轴做简谐运动,取平衡位置O 为x 轴坐标原点,从某时刻开始计时,经过四分之一周期,振子具有沿x 轴正方向的最大加速度,能正确反映振子位移x 与时间t 关系的图像是( )3、(2020·北京市陈经纶中学高二期中)如图甲所示,弹簧振子以O 点为平衡位置,在A 、B 两点之间做简谐运动,取向右为正方向,振子的位移x 随时间t 的变化如图乙所示,下列说法正确的是( )A .0.2t s =时,振子在O 点右侧6cm 处B .0.8t s =时,振子的速度方向向左C .0.4t s =和 1.2t s = 时,振子的加速度完全相同D .0.4t s =到 0.8t s = 的时间内,振子的速度逐渐减小4、弹簧振子的质量为M,弹簧劲度系数为k,在振子上放一质量为m的木块,使两者一起振动,如图所示.木块的回复力F′是振子对木块的摩擦力,F′也满足F′=-k′x,x是弹簧的伸长(或压缩)量,那么k k '为()A.mMB.mm M+C.Mm M+D.Mm5、(2019八一学校期中5)如图所示为一个单摆在地面上做受迫振动的共振曲线(振幅A与驱动力频率f的关系),则( )A.此单摆的固有周期约为1sB.此单摆的摆长约为lmC.若摆长增大,单摆的固有频率增大D.若摆长增大,共振曲线的峰将右移6、(2020·河北承德第一中学高二月考)如图所示,一质点做简谐运动,先后以相同的速度依次通过M、N两点,历时1 s,质点通过N点后再经过1 s又第2次通过N点,在这2 s内质点通过的总路程为12 cm。
第1篇一、实验目的1. 了解振动测试的基本原理和方法;2. 掌握振动测试仪器的使用方法;3. 学会分析振动测试结果,了解振动特性;4. 为振动测试在工程中的应用提供理论依据。
二、实验原理振动测试是研究物体在振动下的特性和行为的一种实验方法。
通过振动测试,可以了解物体的振动频率、振幅、相位等参数。
本实验采用加速度计和振动分析仪进行振动测试。
三、实验仪器1. 加速度计:用于测量振动加速度;2. 振动分析仪:用于分析振动信号,获取振动频率、振幅、相位等参数;3. 振动测试支架:用于固定加速度计和振动分析仪;4. 信号发生器:用于产生振动信号;5. 激励装置:用于驱动振动测试支架。
四、实验步骤1. 准备实验器材,将加速度计和振动分析仪固定在振动测试支架上;2. 将加速度计安装在激励装置上,调整加速度计的测量方向;3. 连接信号发生器和激励装置,设置振动信号的频率和幅值;4. 启动激励装置,开始振动测试;5. 利用振动分析仪实时采集加速度信号,并进行分析;6. 记录振动测试结果,包括振动频率、振幅、相位等参数;7. 分析振动测试结果,了解振动特性;8. 对比不同振动条件下的测试结果,研究振动对物体的影响。
五、实验结果与分析1. 振动频率:通过振动分析仪实时采集到的加速度信号,可以计算出振动频率。
在本实验中,振动频率约为100Hz。
2. 振幅:振动分析仪实时采集到的加速度信号,可以计算出振动幅值。
在本实验中,振动幅值约为0.5g。
3. 相位:振动分析仪实时采集到的加速度信号,可以计算出振动相位。
在本实验中,振动相位约为-90°。
4. 振动特性分析:通过对振动测试结果的分析,可以发现以下特点:(1)振动频率与激励信号的频率一致;(2)振动幅值随激励信号的幅值增大而增大;(3)振动相位与激励信号的相位差约为-90°。
六、实验结论1. 本实验验证了振动测试的基本原理和方法,掌握了振动测试仪器的使用方法;2. 通过振动测试,可以了解物体的振动特性,为振动测试在工程中的应用提供理论依据;3. 振动测试结果与激励信号的频率、幅值、相位等参数密切相关。
包络谱分析•什么是“包络”谱图?•如何区别对待?•轴承缺陷模拟放大器•“冲击能”是这样产生的?•冲击能如何影响FFT ?•包络谱能提供什么信息?•轴承缺陷之外“冲击源" ?•警语什么是“包络谱”图?Y-轴单位:振幅X-轴单位:频率(cpm or Hz)“包络”谱图的术语不是对信号处理过程的确切描述,但仍是我们为了简化时所用的术语。
包络谱和传统的频谱在外观上(振幅和频率)并没有区别-只是表示不同的信息包络谱图对正弦运动不敏感–而不象FFT图能用位移,速度和加速度参数确定简单正弦运动产生的复杂信号。
包络谱对与冲击力相关的事件敏感。
量化冲击频率和强度对振动分析是非常有帮助的。
尽管有些机器会产生冲击能量(如往复设备), 但大多数机器不会。
冲击力是破坏性的,通常表明会发生故障。
最典型的包络谱图应用是检测轴承缺陷。
包络谱图的处理过程?什么是包络信号,如何得到?(1)测量的振幅单位是加速度但信号的处理区别于传统的加速度信号。
(2)振幅单位由厂商自己定–每一个都有自己的名字,或是单位的首写字母。
例如:CSI (Emerson) 使用峰值;Entek(Rockwell Automation)使用gSE(脉冲能–缩略为IRD);SKF 使用HFD (高频域) 和ESP (包络信号处理–缩略为DI)(3)使用滤波器处理信号,强调可能发生的每一种冲击力。
滤波器有两个等级:包络滤波器–这种类型的滤波器设置包络的频率,包括了高频(Fmax)和低频(Fmin)。
发生的任一振动超出此范围都会被过滤掉。
高通滤波器–这种类型的滤波器取消了高频Fmax限制,但仍有Fmin限制,过滤低于它的振动频率。
每一个厂商设置自己的信号处理和滤波器。
因此, 尽管它们都提供类似的信息, 但在振幅范围内是不能直接相比的。
(4)信号处理集中在短时冲击信号上(时域信号的脉冲),在这种情况下FFT处理往往“失效”(更准确的说是“更难发现”) 因为它适合处理平稳信号。
一、选择题1.如图所示为单摆在两次受迫振动中的共振曲线,下列说法正确的是( )A .若两次受迫振动分别在月球上和地球上进行,且摆长相等,则图线II 是月球上的单摆共振曲线B .若两次受迫振动均在地球上同一地点进行的,则两次摆长之比为12:4:25l l =C .若图线I 的摆长约为1m ,则图线I 是在地球表面上完成的D .图线II 若是在地球表面上完成的,则该摆摆长约为1m2.弹簧振子的质量为M ,弹簧劲度系数为k ,在振子上放一质量为m 的木块,使两者一起振动,如图。
木块的回复力F 是振子对木块的摩擦力,F 也满足F k x =-',x 是弹簧的伸长(或压缩)量,那么k k '为( )A .m MB .m M m +C .M M m +D .M m3.“洗”是古代盥洗用的脸盆,多用青铜铸成,现代亦有许多仿制的工艺品。
倒些清水在其中,用手掌摩擦盆耳,盆就会发出嗡嗡声,还会溅起层层水花。
现某同学用双手摩擦盆耳,起初频率非常低,逐渐提高摩擦频率,则关于溅起水花强弱的描述正确的是( )A .溅起水花越来越弱B .溅起水花越来越强C .溅起水花先变弱后变强D .溅起水花先变强后变弱4.在科学研究中,科学家常将未知现象同已知现象进行比较,找出其共同点,进一步推测未知现象的特性和规律.法国物理学家库仑在研究异种电荷的吸引力问题时,曾将扭秤的振动周期与电荷间距离的关系类比单摆的振动周期与摆球到地心距离的关系.已知单摆摆长为l ,引力常量为G ,地球质量为M ,摆球到地心的距离为r ,则单摆振动周期T 与距离r 的关系式为( )A .T =2πr GM lB .T =2πr l GMC .T =2πGM r lD .T =2πlr GM 5.如图所示为单摆在两次受迫振动中的共振曲线,下列说法正确的是( )A .若两次受迫振动分别在月球上和地球上进行,且摆长相等,则图线II 是月球上的单摆共振曲线B .图线II 若是在地球表面上完成的,则该摆摆长约为2mC .若摆长约为1m ,则图线I 是在地球表面上完成的D .若两次受迫振动均在地球上同一地点进行的,则两次摆长之比为l 1:l 2= 25:4 6.如图所示,一劲度系数为k 的轻弹簧竖直放置,下端固定在水平地面上,上端固定一质量可忽略的薄板。
六年级总复习试卷讲评教学反思与分析六班级总复习试卷讲评教学反思与分析我们一线老师都知道,在学校六班级有将近半个月总复习,常常在对整理复习的一些知识后对孩子进行阶段性的检测,这种检测不但关系到孩子的知识掌控状况,更关系到老师对现阶段的教育教学状况的掌控。
老师可以通过这样的检测来总结和反思现阶段的教学,也是从一次次的试卷评析中来不断调整和修正自己的教学方法、教学模式、教学方向,目的就是更有利于孩子的学习技能的培育及知识的汲取。
可以看出,有效评析试卷对于老师的教育教学的确很重要,采纳何种思路来有效评析试卷,让同学在评讲中对知识有个再认识、再提升,对综合技能有再巩固、再升华,这是我一贯以来在思索的问题,用何种模式来有效地"评'和"析'一张试卷,如何有效地利用考试卷在课堂中对同学作详细形象的评析?由于这三十年中任教了十多届毕业班,在这些年的教学中经受了很多次的试卷评析,也是在这些评析中不断摸索,不断地反思和探究,结合自己学校高班级数学试卷评讲分析实施的良好效果,谈自己的感受。
详细如下:一、仔细做好相关数据的统计与分析在评析试卷前,肯定要就试卷的相关数据做个整理和统计,详细有:①本次试卷的班级总分、均分、参与的人数,及格率、优秀率做个统计,以及最高分和最低分都记录下来。
②将试卷的区间统计出来,详细为90分以上的人数,8089分的人数,7079分的人数,6069分的人数,5059分的人数,50分以下的人数。
③本次检测中达班级均分的人数及占班级总人数的百分比。
④试卷中各个项目的得分率及失分率状况。
做这样四件事,目的不仅仅是让老师对班级的详细状况更加熟识,尤其是对于一些非常的同学要倍加关注,能更好的因材施教,更重要的是通过这些数据的分析和展示让同学也明确此次检测的班级状况,同时也是让同学结合自己的状况做个对比,再了解自己处于班级的什么位置,从而给自己定位,是同学自己总结的依据。
第8章机械振动测试与分析8.1 概述机械振动是自然界、工程技术和日常生活中普遍存在的物理现象。
各种机器、仪器和设备运行时,不可避免地存在着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受力的变动、碰撞和冲击,以及由于使用、运输和外界环境下能量传递、存储和释放都会诱发或激励机械振动。
所以说,任何一台运行着的机器、仪器和设备都存在着振动现象。
在大多数情况下,机械振动是有害的。
振动往往会破坏机器的正常工作和原有性能,振动的动载荷使机器加速失效、缩短使用寿命甚至导致损坏造成事故。
机械振动还直接或间接地产生噪声,恶化环境和劳动条件,危害人类的健康。
因此,要采取适当的措施使机器振动在限定范围之内,以避免危害人类和其他结构。
随着现代工业技术的发展,除了对各种机械设备提出了低振级和低噪声的要求外,还应随时对生产过程或设备进行监测、诊断,对工作环境进行控制,这些都离不开振动测量。
为了提高机械结构的抗振性能,有必要进行机械结构的振动分析和振动设计,找出其薄弱环节,改善其抗振性能。
另外,对于许多承受复杂载荷或本身性质复杂的机械结构的动力学模型及其动力学参数,如阻尼系数、固有频率和边界条件等,目前尚无法用理论公式正确计算,振动试验和测量便是唯一的求解方法。
因此,振动测试在工程技术中起着十分重要的作用。
振动测试的目的,归纳起来主要有以下几个方面:(1) 检查机器运转时的振动特性,以检验产品质量;(2) 测定机械系统的动态响应特性,以便确定机器设备承受振动和冲击的能力,并为产品的改进设计提供依据;(3) 分析振动产生的原因,寻找振源,以便有效地采取减振和隔振措施;(4) 对运动中的机器进行故障监控,以避免重大事故。
一般来讲,振动研究就是对“机械系统”、“激励”和“响应”三者已知其中两个,再求另一个的问题。
振动研究可分为以下三类:(1) 振动分析,即已知激励条件和系统的振动特性,欲求系统的响应;(2) 系统识别,即已知系统的激励条件和系统的响应,要确定系统的特性,这是系统动态响应特性测试问题;(3) 环境预测,即已知系统的振动特性和系统的响应,欲确定系统的激励状态,这是寻求振源的问题。
教你测振动及分析原因
(一)测量方向及代号;
1、垂直方向—V
2、水平方向—H
3、轴向方向—A
(二)一般测振动的辅助条件:
1、变转速振动测试;
2、变负荷振动测试;
3、变润滑系统参数(油温、油压)振动测试;
4、启动和停车过程振动测试;
5、共振频率测试;
6、机壳、基座或管道某些部件的测试。
(三)原因分析一般说来:
1、不平衡量增大,则径向水平、垂直两个方向的振幅同时增长;
2、不对中径向振幅增大,但同时还可引起轴向振动;
3、基座松动时垂直方向振动明显大于水平方向振动;
4、转子组件松动引起的振动,其振幅不稳定;
5、油膜涡动和油膜振荡则以径向振动为主,振幅不稳定;
6、转子裂纹引起的2陪频振动,水平方向和垂直方向的振幅大小相近。
(四)转速变化主要指设备在启动和停止过程中所经历的各种转速,振动信号能显示出故障与转速的关系,以此可区分不同故障;
1、不平衡引起的振幅值随转速的增大而增大,并在通过临界转速时有峰值出现;
2、不对中引起的振动与转速关系不大。
“振动测试与分析”主要内容概述振动信号的分类振动测试及其主要任务振动系统的力学模型及参数振动系统的动力学模型振动系统的主要参数结构振动系统三元素(件)单自由度无阻尼自由振动特性有阻尼系统的自由振动特性周期振动的峰值、有效值和平均值及其相互关系周期振动的频谱表示法振动基本参量(动态特性)的常用测试方法简谐振动幅值的测量简谐振动频率的测量衰减系数及相对阻尼系数的测量同频简谐振动相位差的测量质量或刚度的测量振动测量系统及其主要特性振动测试系统组成振动测试系统的主要特性参数振动信号传感器测振传感器测振传感器分类惯性式传感器力学原理位移计型惯性式拾振器的构成特点加速度计的构成特点动圈型磁电式速度拾振器压电式加速度计及其应用问题电涡流传感器振动信号处理和分析(基本理论)数字信号分析数据处理的基本知识傅氏级数及其复数表达法傅氏积分变换,傅氏变换的主要性质典型函数的傅氏变换FT、FFT、选带傅氏分析(ZOOM-FFT)LT&ZT混淆与采样泄漏与窗函数随机振动统计特性数字特征概率分布函数概率密度函数高斯分布和瑞利分布二元随机变量的概率分布相关分析(自相关函数,互相关函数)实验模态分析多自由度系统实验模态分析(频域方法,时域方法)多自由系统响应的模态迭加法振动系统物理模型和模态模型间的转换频响函数与模态参数的关系频响函数的留数表示法模态试验设计(试件支承状态,测点及测量方法,试验频段的选择,激振器的支承)模态试验常用激励方法(步进式正弦激励法,自动正弦慢扫描激励,快速扫描正弦激励,冲击激励,纯随机激励,伪随机激励,周期随机激励,瞬态随机激励)结构系统频响函数的估计(H1、H2估计,模态振型标准化)振动信号分类从振动的规律来分:简谐振动 复合周期振动 瞬态振动 随机振动不同类型振动的特点简谐振动: 可以用简谐函数表示,0()sin P t P t ω=。
非简谐周期振动:载荷是时间t 的周期函数,但不是简单的简谐函数。
冲击载荷:作用时间很短的载荷,爆炸引起产冲击、撞击等。
随机振动:难以用解析函数表示。
火箭发动机推力、地震、风载荷等。
分为平稳过程,非平稳过程。
前者可用子样来代替,后者统计特征为时变函数。
复杂周期振动简谐振动准周期振动 瞬态和冲击各态历经非各态历经振动测试系统组成、原理(框图)振动测试系统组成振动测试与分析系统通常由三部分组成,激振系统,测量系统,分析系统。
(1)激振系统实现对被测系统的激励(输入),使系统发生振动。
它主要由激励信号源、功率放大器和激振装置组成。
(2)测量系统检测并放大被测系统的输入、输出信号,并将信号转换成一定的形式(通常为电信号)。
它主要由传感器、可调放大器组成。
(3)分析系统将拾振部分传来的信号记录下来供以后分析处理或直接近行分析处理并记下处理结果。
它主要由各种记录设备和频谱分析设备组成。
振动测量仪器(系统)的主要性能指标(1)灵敏度不同的测试仪器,灵敏度有不同的表达方式。
通常可定义为输出量与输入量之比。
如输出与输入量量纲相同,及为放大倍数。
(2)分辨率能够引起输出量发生可分辨变化的最小输入量的大小,称为分辨率,如果一台仪器的输出量由表读出,则该表的最小可读出增量即是这台仪器的分辨率。
(3)线性度和线性度范围所谓线性度实际上就是在正常情况下灵敏度的误差范围(图)。
仪器只能在一定范围内保持线性度(即保证其灵敏度在规定的线性度之内)。
这一范围的低端,即最低可测幅度由仪器分辨率,或非线性特性决定。
(4)频率范围频率范围通常是指仪器灵敏度变化不超过某一范围,仪器的使用频率范围。
大型复杂结构系统工程简化大型结构系统,受到的激励很复杂。
在研究其振动特性时,只有进行大量的工程简化处理,抽象出其主要本质,形成理想化的力学模型同,才能进行振动分析。
简化过程:忽略某些次要因素;确定系统的自由度数。
结构系统→动力学模型大型复杂结构系统建立动力学模型时,通常进行如下工程简化简化:(1)线性化(L)假设(2)时不变(TI)系统假设(3)非耦合假设简谐振动位移、速度、加速度之间的相位关系简谐振动位移、速度、加速度之间的相位关系sin()sin()m m m v V t a A t ωαωα'=+''=+ 其中幅值之间的关系为:m m m X V A ωω==相角之间的关系为:2a v x παααπ=+=+即,在矢量图上,将位移的矢量的模放大ω倍,并逆时针旋转90度,即得速度矢量;若将位移的矢量的模放大ω2倍,并逆时针旋转180度,即得加速度矢量;在相位上,速度超前位移90度,加速度又超前速度90度。
相位关系如图所示。
单自由度系统有阻尼自由振动的特点有阻尼系统的自由振动,振动幅值将随时间的增加而逐渐衰减。
有阻尼系统的自由振动运动方程:0mxcx kx ++= 进而可得微分方程的解:)nt x Xe t α-=+该式随时间变化如下图所示。
单自由度有阻尼系统的自由振动固有频率与无阻尼系统相同,但由于阻尼的存在为减幅振动,由衰减系数n 决定振幅。
周期振动的频谱图根据傅里叶理论,任何周期振动,即()()x t x t T =+通常属于有限振动,总可以将它分解成若干简谐分量,从而将这一周期振动表示为傅里叶级数的形式0001()(cos sin ),1,2,3,2nk k k a x t a k t b k t k ωω==++=∑称ω0为基频,与之相应的振动分量称为基波;称2ω0为基频的二倍频、3ω0倍频,⋯⋯相应的振动分量称为二次谐波、三次谐波⋯⋯。
根据上述简谐分析理论,用频谱法来描述周期振动。
即频率为横坐标,以幅值为纵坐标 ,画出各次谐波的幅值,称为幅频图,同理可画出相频图,二者通称为频谱图。
振动系统衰减系数的测量方法(具体描述)(1)自由振动衰减法(2)半功率点法(3)共振法快速傅氏变换(FFT)快速傅氏变换(FFT)并不是一种新的变换,而是离散傅氏变换的一种新算法:实质是通过矩阵分解,调整矩阵的行号,并合理安排计算流程,使计算时间大幅度减少的一种方法。
随机振动的特点及描述方法随机振动:不能用确定性的函数来描述的振动,其瞬时值具有不可预知性,也即是一种非确定性的振动,这类振动的时间历程只能借助实测记录的数据来描述。
这种样本无论有多少个,都不可能找到任何两个是重复的,这类振动即称为随机振动。
可分为平稳随机过程和非平稳随机过程。
随机振动不能用时间的确定函数来描述,只能通过统计特性来描述:随机过程的数字特征:均值、均方值、方差,以及统计特性函数:概率分布函数和概率密度函数。
[]11lim ni n i E x x n →∞==∑ ()()2220lim TT x E x t x t dt →∞⎡⎤==⎣⎦⎰()2201lim T T x t x dt T σ→∞=-⎡⎤⎣⎦⎰ ()()111lim i t iP x Prob x t x t t →∞=<=∆⎡⎤⎣⎦∑ 0()()()lim ()x P x x P x dP x p x x dx∆→+∆-==∆随机过程相关分析的物理意义相关函数是随机过程的一种统计特性。
若有两个时间记录x 1(t )和x 2(t ),其相关函数的定义为121211(),()()()Ni i i x t x t x t x t N ==∑可见若x 1(t )和x 2(t )相似或相等,其相关性大;反之相关性小。
根据相关函数的定义其物理意义为:1.相关是两个时间记录的相似性的一种衡量。
可用来检出湮没在测量噪声中的周期信号以及振动信号在结构中的传播时间;2.对于x(t)和x(t+τ)的相关称为自相关函数,能够反映随机过程在不同时间的依赖性。
振动系统频响分析用已知的激振力,以可控的方式来激励结构系统,利用测量得到的输入、输出信号获得系统的频响特性,进一步利用系统的频响特性与系统动态特性参数之间的关系,求取结构系统的动态参数方法,即为频响分析。
频响试验结果通常为一组频率-响应曲线:包括幅频曲线、相频曲线,或实频、虚频曲线,也可表示为响应向量的矢端轨迹图(Nyquist 图),通过对曲线的分析即可找出表征结构振动特性的有关参数。
对于单自由度系统,即固有频率、阻尼以及刚度、质量。
对于多自由度系统,求得阻尼后,还要确定振型,并对振型进行适当的规格化之后,刚度和质量参数才能确定。
惯性式传感器的测振原理惯性式传感器实质上一个单自由度弹簧质量阻尼系统,具体测量时,将传感器直接固定在被测振动体上,形成强迫振动,在一定的条件下,即可根据质量块相对于壳体的运动获得被测振动体的振动,从而实现振动测量。
进一步可解释如下:设振动体的位移为Y,引起传感器质量块相对壳体的位移为X,则,质量块的绝对位移为Z=X+Y,进一步建立质量块运动方程,解方程即可根据X求出Y。
而X可利用压电或磁电等原理通过信号测量得到。
值得注意的是,惯性式传感器测量振动响应量的原理基本相同,但在进行位移测量和加速度测量对传感器频率特性要求不同。
振动传感器的主要技术指标模态试验系统包括几个部分通常,模态试验系统包括以下三部分,如下图所示。
模态试验系统组成可见,模态试验系统通常由激振、拾振、中间变换电路、振动分析仪器及显示记录装置等环节所组成。
通常分为三大部分:激振系统,测量系统,分析系统。
(1)激振系统实现对被测系统的激励(输入),使系统发生振动。
它主要由激励信号源、功率放大器和激振装置组成。
(2)测量系统检测并放大被测系统的输入、输出信号,并将信号转换成一定的形式(通常为电信号)。
主要由传感器、放大器组成。
(3)分析系统将从拾振部得到的信号进行分析处理并记录处理结果。
主要由各种记录设备和频谱分析设备组成。
干 扰模态试验常用激励方法步进式正弦激励法自动正弦慢扫描激励快速扫描正弦激励冲击激励纯随机激励伪随机激励周期随机激励瞬态随机激励(Burst Randm)模态试验中试件支承、测点、试验频段的选择激振器的支承(1)通常激振固有频率较低的结构时,激振器通常刚性固接于地面,以使激振系统的固有频率远高于结构的弹性振动频率。
(2)激振固有频率较高的结构时,通常将激振器通过软弹簧接地或采用悬吊支承,应尽量降低激振系统的固有频率。
试件支承状态进行结构的模态试验时,应尽可能尤模拟试验件实际边界条件,或使其处于自由状态-自由地悬浮在空中。
通常,试验中自由状态是通过某种低刚度支承来实现的,比如,通过长的柔性橡胶绳或弹簧将结构悬挂起来。
对于大而较重的结构可用空气弹簧支承。
悬挂系统应能保证“刚体模态”频率不超过最低的结构弹性模态频率的20-30%。
模态试验时测点位置、数量的选择主要考虑:能够正确显示要测试的模态变形特征,以及所关心的结构点。
试验频段的选择考虑机械或机构在正常运行条件下激振力的频率范围。