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第8章 振动测试振动测试重要性： 许多情况下，机械振动会造成危害。
它影响精密仪器 设备的功能；降低加工零件的精度和表面质量；加剧构件 的疲劳破坏和磨损，导致构件损坏造成事故。
但也利用振 动来作有益的事情，如钟表、清洗、超声振动切削等。
振 动问题在生产实践中一直占有相当重要的地位。
因此必须 对机械振动进行观测、分析、研究，而测试始终是一个重 要的、必不可少的手段。
本章学习要求： 1. 了解振动测试的基本原理，常用 的测振传感器和放大电路的应用; 2.了解振动试验的基本方法 .8.1振动的基础知识机械在运动时，由于旋转件的不平衡、负载的不均匀、结 构刚度的各向异性、间隙、润滑不良、支撑松动等因素，总是伴 随着各种振动。
机械振动在大多数情况下是有害的，振动往往会降低机器 性能，破坏其正常工作，缩短使用寿命，甚至导致事故。
机械振 动还伴随着同频率的噪声，恶化环境，危害健康。
另一方面，振 动也被利用来完成有益的工作，如运输、夯实、清洗、粉碎、脱 水等。
这时必须正确选择振动参数，充分发挥振动机械的性能。
在现代企业管理制度中，除了对各种机械设备提出低振动 和低噪声要求外，还需随时对机器的运行状况进行监测、分析、 诊断，对工作环境进行控制。
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。
这些都离不开振动测 试。
振动测试包括两种方式： 一是测量机械或结构在工作状态下的振动，如振 动位移、速度、加速度、频率和相位等，了解被 测对象的振动状态，评定等级和寻找振源，对设 备进行监测、分析、诊断和预测。
二是对机械设备或结构施加某种激励，测量其受 迫振动，以便求得被测对象的振动力学参量或动 态性能，如固有频率、阻尼、刚度、频率响应和 模态等。
1 振动测试的基本参数 振动测试的基本参数 1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。
幅值: 幅值是振动强度的标志，它可以用峰值、 有效值、平均值等不同的方法表示。
文章编号:1006-1630(2007)03-0054-04某航天器姿态控制机组随机振动响应分析毛国斌(国防科学技术大学航天与材料工程学院,湖南长沙410073) 摘 要:根据结构件宽带随机振动原理,用NA ST RA N 有限元分析软件对某航天器姿态控制机组的随机振动应力进行了动力学分析。
用大质量法模拟基础加速度激励,用模态法计算频率响应。
分析表明,计算值与试验结果基本一致。
该分析法可在设计阶段用于预示产品的随机振动响应。
关键词:结构件;随机振动;有限元法;加速度响应中图分类号:V 448.22 文献标识码:ARandom Vibration Response Prediction of Some Spacecraft Attitude -C ontrol Thruster SetMAO Guo -bin(College of A erospace and M aterial Engineering ,N U DT ,Changsha Hunan 410073,China )A bstract :According to the theory of wide -band random vibra tio n analysis of structure component ,the dy namic analysis of random vibra tio n stress for some spacecraft a ttitude control thruster set w as made by NAS T RA N finite element method (FEM )software in this paper .T he base acceleration excitation was simulated by big mass metho d and frequency response w as calculated by mode method .T he analysis showed that the computa tio n result of F EM was ag reed with the test one .T his metho d could be applied o n prediction of the random vibration response in design stage .Keywords :Structural component ;Random vibration ;Finite element method ;A cceleration response 收稿日期:2006-06-01;修回日期:2006-08-09 作者简介:毛国斌(1973—),男,高级工程师,主要研究方向为空间推进系统结构设计与分析。
机械结构的振动响应分析与控制一、引言机械结构是现代工业中不可或缺的基础设施。
然而，机械结构在运行过程中常常会产生振动，这种振动不仅会对设备的性能和寿命造成影响，还可能对操作人员的安全造成威胁。
因此，对机械结构的振动响应进行分析与控制显得非常重要。
二、振动响应的原因与特征机械结构的振动响应可以分为自由振动和受迫振动两种情况。
自由振动是指机械结构在没有外力作用的情况下，由初始条件引起的振动。
而受迫振动则是机械结构在外界激励下产生的振动。
振动响应的特征主要表现在振幅、频率和相位等方面。
振幅是指振动的最大偏离量，频率是指振动的周期性重复次数，相位则描述了振动在时间上的变化关系。
通过对振幅、频率和相位的测量与分析，可以得出机械结构的振动特性，为后续的分析与控制提供依据。
三、振动响应的分析方法在实际工程中，对机械结构的振动响应进行分析与控制的方法有很多种，下面我们将介绍其中的几种常用方法。
1. 频域分析法频域分析法是一种基于傅里叶变换的方法，通过将时域信号转换为频域信号来分析振动响应的频谱特性。
该方法在很多领域都有广泛的应用，如声学、电子、通信等。
通过频域分析法，我们可以清晰地看到振动的频率成分、幅值和相位关系，从而找出产生振动的原因，并针对性地进行控制。
2. 时域分析法时域分析法是指直接观察与记录振动的时间变化过程。
通过采集并分析机械结构的振动信号，我们可以了解振动的时序变化以及频率的规律。
时域分析法具有简单、直观的优点，但对于复杂的非线性振动系统而言，分析结果可能不够准确。
3. 模态分析法模态分析法是一种根据振动模态进行振动响应分析的方法。
振动模态是指一种特定频率的振动模式，在实际振动中可能会产生多个振动模态。
通过模态分析法，我们可以确定机械结构的模态频率、振型以及振型之间的耦合关系，从而对机械结构的振动进行更为精确的分析和控制。
四、振动响应的控制方法除了振动响应的分析，对机械结构的振动进行控制也是非常重要的。
第一步：
1，建立一个模态分析步（简）
2，建立一个随机振动分析步；设置好相关参数，扫频的范围为1到2000HZ；分析采用模态阻尼，从1到20阶模态都是0.02。
第二步：
1，在LOAD模块中进行操作，建立一个PSD曲线。
本操作是在在基座上加载一个恒为10G2/HZ的功率谱曲线。
2，建立一个BASE MOTION，选择加载的方向，本案例加载两个方向，X方向和Y方向，所以整个操作过程需要重复一次（BC-2为U1方向，BC-3为U2方向）把这个PSD 曲线和加载关联起来。
然后就可以提交计算检查结果了。
注意的是，随机振动的载荷输入单位是G2/HZ，所以输出的加速度单位也是一样的，同理，位移，速度也是类似的，仅仅是一个统计意义的数值，单位是统计意义的单位。
因为随机载荷是统计意义的，所以ABAQUS默认并不输出MISES应力，但是可以自己在OUTPUT中输出MISES应力和应力的均方根数值，这个功能是早期的版本没有的。
