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第13章随机振动试验13.1 试验目的、影响机理、失效模式产品在运输和实际使用中所遇到的振动，绝大多数就是随机性质的振动（而不是正弦振动）。
例如，宇航器和导弹在发射和助推阶段的振动；火箭发动机的噪声和气动噪声使结构产生的振动；飞机（特别是高速飞机）的大功率喷气发动机的振动；飞机噪声使飞机结构产生的振动和大气湍流使机翼产生振动；飞机着陆和滑行时的振动；车辆在不平坦的道路上行驶时产生的振动；多变的海浪使船舶产生的振动等等都属于随机性质的振动。
因此，随机振动试验才能更真实反映产品的耐振性能。
随机振动和正弦振动相比，随机振动的频率域宽，而且有一个连续的频谱，它能同时在所有频率上对产品进行激励，各种频率的相互作用远比用正弦振动仅对某些频率或连续扫频模拟上述振动的影响更严酷更真实和更有效。
另外，用随机振动来研究产品的动态特性和结构的传递函数比用正弦振动的方法更为简单和优越。
随机振动和正弦振动一样能造成导线摩擦、紧固件松动、活动件卡死，从而破坏产品的连接、安装和固定。
当随机振动激励造成的应力过大时，会使结构产生裂纹和断裂，特别在严重的共振状态下更为显著。
长时间的随机振动，由于交变应力所产生的累积损伤，会使结构产生疲劳破坏。
随机振动还会导致触点接触不良、带电元件相互接触或短路、焊点脱开、导线断裂以及产生强电噪声等。
从而破坏产品的正常工作，使产品性能下降、失灵甚至失效。
为了能在试验室内模拟产品在现场所经受到的实际随机振动及其影响，工程技术人员为此付出了许多的努力。
早在六十年代，国际上对随机振动的研究就十分活跃。
不仅在理论上有了重大突破，而且有了较完善的试验方法和试验设备。
1962年美国军标810中首先规定了随机振动试验方法。
1964年英国国防部标准07-55中也提出了随机振动试验。
1973年IEC公布了四个具有不同再现性宽带模拟式随机振动试验方法，到上世纪90年代又公布了数字式随机振动试验方法。
目前国内的随机振动试验已很普及，随机振动试验设备，特别是一般用途的随机振动控制仪价格也不高。
振动试验机随机振动试验的操作方法做振动试验的好处1、设计时，可分析破坏点、易不良点2、质量时，可分析每一批产品所产生的不同点和不良点3、生产时，可完全一边振动一边测量，使产品不良率早发现。
4、耐久测量，让产品耐久使用、使不耐久的组件提早改进，公司品牌口碑即会更好。
振动试验机的操作方法：1、试验前后的准备工作见“操作方法一”。
2、将滤波器转换开关选至适当的频率范围。
3、运行RANVIB.EXE,出现主窗口。
4、新试验项目可以单击“参数设置”，选“宽带随机”,“宽带加窄带”或“宽带加正弦”。
如果选择“宽带随机”，将会出现下列参数：本系统对宽带谱线数的设置更灵活, 原理上可以在100--800内任意设置。
虽然缺省值为400线，您也可以根据最低和最高试验频率进行设置, 使频率分辨率为整数, 最低频率也最好为频率分辩率的整数倍，如最低频率10Hz,最高频率500Hz,可设谱线数为250,则频率分辩率为2.00Hz。
由于试验均衡速度与频率分辩率成反比，所以低频和试验时间很短的试验，比如不到1分钟，宜选较小的谱线数，否则试验均衡速度将会太慢。
真/伪随机，通常选真随机。
但在时间很短的试验中，可选伪随机，以加快均衡速度。
削波系数小，可避免过大的加速度峰值, 保护振动台, 但会引起附加噪声。
在进行系统动态范围测试时, 应选用较大值。
显示的非零初始值为缺省值。
其它各参数设置的意义比较明显，不多解释。
上述问题回答完, 系统会对上述数据进行越界检测, 如有错误将报警并自动跳到该数据位置, 便于您及时修改。
按“下一步”，开始其它参数设置。
设置振级-时间表，推荐用3dB增量。
宽带谱设置,每段输入三个数: 下一频率,谱1,谱2, 谱2=0 表示谱1 为斜率(dB/oct)。
如果选“宽带加窄带”，则要输入窄带谱段数，每段输入三个数:频率1,频率2,谱(g^2/Hz)。
如果选“宽带加正弦”，则要输入正弦谱段数，每段输入两个数：频率，加速度。
振动试验技术综述作者：刘宗华刘天同董达来源：《科技创新导报》 2014年第22期刘宗华刘天同董达(红林公司湖北孝感 432000)摘要：该文讲述了振动试验（正弦振动、随机振动）的原理、参数识别、计算公式，重点讲述了随机振动试验技术，包括试验容差要求、振动条件疲劳等价关系以及振动控制理论、方法等。
另外，还介绍了振动夹具的设计要求、测试方法等。
关键词：随机振动试验技术振动控制中图分类号:TH13文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2014)08(a)-0042-02振动试验是在实验室条件下产生一个人工可控的振动环境，该环境模拟产品生命周期（制造/维修、运输、工作、其它）内的使用振动环境，使产品经受与实际使用过程的振动环境相同或相似的振动激励作用，考核产品在预期使用过程的振动环境作用下，能否达到设计所规定的各项技术要求，同时也是考核产品结构强度和可靠性的一个主要试验方法。
因此，振动试验是产品可靠性试验的重要组成部分。
1 正弦振动试验1.1 正弦振动试验原理振动变量是正弦函数形式的一种振动试验。
振动函数为：为角速度（ω=2πf）;为振幅或位移（mm）。
1.2 正弦振动试验方法常用的正弦振动试验分为：定频振动和扫频振动。
定频振动是指频率一定，振动加速度（或幅值）、试验时间可变的正弦振动试验。
扫频振动即正弦扫描，指按规定振动量的正弦波，在试验频率范围内，以某种规律连续改变振动频率以激励被试件。
扫描时频率变化率称为扫描速率，扫描形式分为线性扫描和对数扫频两种。
[1]1.3 正弦振动试验的峰值加速度要求(1)振动环境：保证在规定频率范围内，控制传感器上的正弦峰值加速度偏差不大于规定值的±10％。
(2)振动测量：保证在试验频率范围内，振动测量系统提供传感器安装面上的正弦峰值测量数据，其偏差在振动量值的±5％之内。
(3)均方根加速度值：正弦振动均方根加速度等于0.707倍的峰值加速度。
机械工程中的随机振动控制与优化随机振动是机械系统中常见的一种现象，它对机械系统的稳定性和工作效率有着重要影响。
在实际工程中，如何控制和优化机械系统中的随机振动成为了研究的热点之一。
本文将围绕机械工程中的随机振动控制与优化展开讨论，分别从控制方法和优化算法两个方面进行探究。
一、随机振动的控制方法1.有源振动控制有源振动控制是通过引入外部激励力对机械系统进行控制，从而降低其随机振动的一种方法。
主要的有源振动控制方法包括主动控制和半主动控制。
主动控制是指通过主动操纵机械系统中的激励力，以抵消或减小随机振动的方法。
主动控制通常需要使用力传感器和执行器等设备，通过实时的反馈控制算法来生成相应的控制信号。
这种方法可以更精确地对机械系统进行控制，但相应的成本较高。
半主动控制则是在机械系统中引入可调节的阻尼器或弹簧等元件，通过控制这些元件的参数来实现对机械系统随机振动的控制。
相比于主动控制，半主动控制不需要大量的能量输入，且成本较低，但控制效果不如主动控制。
2.无源振动控制无源振动控制是通过优化机械系统的结构参数和材料特性来降低随机振动的方法。
常见的无源振动控制方法包括减振、隔振和吸振。
减振是指通过调节机械系统的结构参数来改变其固有频率，以减小随机振动的幅值。
常用的减振方法包括添加阻尼材料、加装振动吸收器等。
这些方法可以有效地降低机械系统的振动响应，提高其稳定性。
隔振是指在机械系统与外界振动源之间设置隔振元件，以阻止或减小振动的传输。
常见的隔振元件包括弹簧隔振器和减振橡胶等。
通过选取合适的隔振元件，可以将外界振动源对机械系统的影响降到最低。
吸振是指利用特殊的材料和结构使机械系统对某一频率的振动敏感，从而吸收该频率的振动能量。
常见的吸振方法包括使用嵌入材料吸振器和阻尼器等。
吸振可以减小机械系统的振动幅值，提高其工作效率。
二、随机振动的优化算法随机振动的优化算法是指通过对机械系统中的结构参数进行优化，使系统在受到随机振动时具有更好的稳定性和工作效率的方法。
随机振动基础知识目录一、内容描述 (2)1.1 定义与特点 (2)1.2 研究背景与意义 (3)1.3 振动基础知识的引入 (4)二、随机振动理论基础 (5)2.1 随机过程基本概念 (7)2.2 随机变量的统计特性 (8)2.3 随机信号的描述与分析 (9)三、随机振动信号分析 (10)3.1 随机振动信号的分类 (11)3.2 信号的频谱分析 (12)3.3 信号的时频分析 (13)四、随机振动系统的建模与特性分析 (15)4.1 系统建模方法 (16)4.2 系统传递函数与响应特性 (17)4.3 系统稳定性分析 (18)五、随机振动系统的分析与控制策略 (20)5.1 振动系统分析方法 (21)5.2 振动控制策略设计 (22)5.3 控制策略性能评估与优化 (23)六、随机振动实验与测试技术 (24)6.1 实验设计原则与方法 (26)6.2 振动测试技术介绍 (27)6.3 实验数据处理与分析方法 (28)七、随机振动在各个领域的应用实例分析 (29)7.1 机械工程领域应用实例 (31)7.2 土木工程领域应用实例分析 (32)一、内容描述随机振动是指在没有外力作用下，物体由于内部分子或原子的热运动而产生的振动。
这种振动具有随机性和无规律性，是自然界中普遍存在的现象。
随机振动的基本知识包括振动的概念、类型、周期、频率、振幅等基本概念和计算方法。
还涉及到随机振动的稳定性、能量传递、阻尼等现象及其影响因素。
本文档将详细介绍随机振动的基础理论，包括振动方程、波动方程、阻尼振动等内容，并通过实例分析来帮助读者更好地理解和掌握随机振动的基本原理。
1.1 定义与特点随机振动是一种振动模式，其振幅、频率和相位随时间变化，且没有规律性。
与确定性振动（如规则的正弦波或方波振动）不同，随机振动往往由多种频率成分组成，这些成分具有一定的概率分布。
在随机振动分析中，这一特性通常通过功率谱密度函数来描述。
随机振动的一个显著特点是它在时间域内的非周期性和随机性，以及在频率域内的频谱均匀分布。
