七振动测试.pptx
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1、重点:重点:振动的测试原理和方法;振动的测试原理和方法;难点:难点:测振传感器与仪器的合理选择。测振传感器与仪器的合理选择。工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理 第第第第 7 7 章章章章 第一节第一节 概概 述述 是自然界和工程技术中普遍存在的现象,几乎每一设备及工程都与振动有关。振动往往破坏机器的正常工作,加剧构件的疲劳和磨损,产生噪声,甚至造成事故。另一方面,振动也有可以被利用的一面,如夯实、捣固、清洗、筛选、时效等振动机械。工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理 第第第第 7 7 7
2、7 章章章章 机械振动机械振动 多年来,已逐渐形成了较完善的机械振动理论,但鉴于工程问题的复杂性,这些理论对振动对象、边界条件、振动机理的描述和分析仍不能完全符合实际。目前,研究振动问题,测试始终是一重要的、必不可少的手段。工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理 第第第第 7 7 7 7 章章章章 振动的基本参数:幅值:幅值:振动强度大小频率:频率:频谱分析寻找振源相位:相位:确定共振点、振型测量等 工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理 第第第第 7 7 7 7 章章章章 工程测试技术与信息处
3、理工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理 第第第第 7 7 7 7 章章章章 振动测试的目的主要有:振动测试的目的主要有:1 1、检查机器运转时的振动特性,以检验产品质量;2 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;工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理 第第第第 7 7 7 7 章章章章 4、对运动中的机器进行故障监控,以避免重大事故。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;工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理工程测试技术与信
4、息处理工程测试技术与信息处理 第第第第 7 7 7 7 章章章章 振动研究所涉及的问题,为“机械系统”、“激励”和“响应”三者中,已知两个求另一个的问题。1 1、振动分析:已知激励条件和系统的振动特性,求系统的响应;2 2、系统识别:已知系统的激励和系统的响应,求系统的特性;3 3、环境预测:已知系统的振动特性和系统的响应,确定系统的激励状态。振动测试大致可分为两类振动测试大致可分为两类 工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理 第第第第 7 7 7 7 章章章章 振动基本参数的测试:振动基本参数的测试:测量振动物体上某 点的位移、速度、加速度、
5、频率和相位。即:对正在工作的对象进行振动测量和分析。其目的:评定对象的振动强度,了解结构 的动载及动变形,寻找振源及传递路径、监测设备运行状况等。即:给研究的对象施加激励,使其产生振动,再作测试。这类测试或用于研究对象的动力学特性(如上:各阶固有频率、阻尼等)或用于评估对象的抗振、耐振性能。工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理 第第第第 7 7 7 7 章章章章 机械结构或部件的动态特性机械结构或部件的动态特性。以某种激振力作 用在被测件上,使它产生受迫振动,测量输入 (激振力)和输出(被测件振动响应),从而确 定被测件的固有频率、阻尼、刚度
6、和振型等动 态参数。第二节第二节 工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理 第第第第 7 7 章章章章 单自由度系统单自由度系统的受迫振动的受迫振动 实际的工程结构可简化为单自由度振动系统。下面分析在质量块受力和在基础运动下所引起的振动。工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理 第第第第 7 7 7 7 章章章章 一一 、质量块受力所引起、质量块受力所引起 的受迫振动的受迫振动 工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理 第第第第 7 7 7 7 章章章
7、章 原原 理理 图图 工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理 第第第第 7 7 7 7 章章章章 运动微分方程:公式()其中激振力f(t)为输入,振动位移z为输出。频率响应H()、幅频特性A(),相频特性()分别为:(71)工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理 第第第第 7 7 7 7 章章章章 工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理 第第第第 7 7 7 7 章章章章 (7-2)工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处
8、理工程测试技术与信息处理 第第第第 7 7 7 7 章章章章 结结 论:论:1.1.1.1.,振幅 ,相位 即单位静力使发生静位移。工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理 第第第第 7 7 7 7 章章章章 .低频区,变化平缓,与静 态”激振力引起的位移接近。工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理 第第第第 7 7 7 7 章章章章 若所测的为速度幅频曲线(输入为力,输出为振动速度),相应的幅频曲线最大值处的频率相等,即 ;对于加速度响应的共振频率则总是大于系统的固有频率,即 。3.3.位移共振
9、频率 ,当小阻尼 时,常直接用 作为 的估计 值。4.4.4.4.,总有 ,称相位共振。在 附近,相频曲线陡峭,所以用相频曲线来测定固有频率较为准确。5.5.5.5.,高频区 ,即系统振动位移和激振力反相。这一区域可 用于指导减振设计。工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理 第第第第 7 7 7 7 章章章章 二、由基础运动所引起二、由基础运动所引起 的受迫振动的受迫振动 工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理 第第第第 7 7 7 7 章章章章 工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理工程
10、测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理 第第第第 7 7 7 7 章章章章 振动系统的受迫振动是由基础的运动所引起的,则基础的绝对位移为Z1,质量m的绝对位移为Z0,m的相对位移为Z01.运动微分方程:公式(76)(76)工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理 第第第第 7 7 7 7 章章章章 工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理 第第第第 7 7 7 7 章章章章 频率响应 ,幅频特性 ,相频特性 分别为:(78)(77)工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理
11、工程测试技术与信息处理 第第第第 7 7 7 7 章章章章 幅频特性幅频曲线、相频曲线如图7-3相频特性 工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理 第第第第 7 7 7 7 章章章章 结结 论:论:1.1.1.1.,m相对于基础的振幅极小,几乎跟 随着基础一起运动,这一区域可用于惯性式加 速度传感器的设计。工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理 第第第第 7 7 7 7 章章章章 工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理 第第第第 7 7 7 7 章
12、章章章 2.2.2.2.n,A()1,说明m相对于基础振动的 振幅接近于基础振动的振幅,这一区域用于惯 性式位移测振仪的设计;这也说明m在惯性坐 标系中的振动振幅很小,几乎处于静止状态,这一原理可用于指导振动隔离。www 第三节第三节 工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理 第第第第 7 7 章章章章 振动的激励振动的激励 为了测得机械系统的动态特性,可在机械正常工作状态下测量其动态响应并进行分析。但应用更为广泛的是人为的采用各种激振设备以提供符合要求的可控制的激振力,对所研究的系统作激振,然后测量各部位的振动响应,分析测试信号,以求得该系统的
13、各种动态参数。工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理 第第第第 7 7 7 7 章章章章 常用的激振方法如下:常用的激振方法如下:点频激振慢速正弦扫描激振 白噪声信号(纯随机信号)伪随机信号 快速正弦扫描激振脉冲激振阶跃激振 工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理 第第第第 7 7 7 7 章章章章 稳态正弦激振稳态正弦激振稳态正弦激振稳态正弦激振 随随随随 机机机机 激激激激 振振振振 瞬瞬瞬瞬 态态态态 激激激激 振振振振 工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理工
14、程测试技术与信息处理 第第第第 7 7 7 7 章章章章 一、稳态正弦激振一、稳态正弦激振 steady sine vibration 点频激振:点频激振:点频激振:点频激振:以不同的固定频率逐点间断地变化 进行激振。慢速正弦扫描激振:慢速正弦扫描激振:慢速正弦扫描激振:慢速正弦扫描激振:由低向高连续地变换正弦 信号的频率 二法可结合起来用。工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理 第第第第 7 7 7 7 章章章章 特点:特点:简单、精确,但费时。对被测对象施加一个幅值稳定的单一频率的正弦激振力 。二、随二、随 机机 激激 振振 (宽带激振的方
15、法)(宽带激振的方法)random vibration 工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理 第第第第 7 7 7 7 章章章章 用伪随机信号发生器或计算机产生伪随机码来产生随机激振信号。用白噪声发生器产生连续的随机信号。若希望重复试验,可用:工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理工程测试技术与信息处理 第第第第 7 7 7 7 章章章章 白噪声信号:白噪声信号:伪随机信号:伪随机信号:特点:特点:快速,但设备复杂、昂贵。也可用传感器测出某些系统的随机干扰力和系统响应,作“在线”分析 工程测试技术与信息处理工程测试
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