武汉大学测试电路 振动的测试教程文件.ppt

第六章 振动的测试 第一节 概述 第三节 振动的激振 第四节 激振器 第五节 振动的测量方法及测振传感器 第六节 振动的分析方法与仪器 第七节 机械系统振动参数的估计 第八节 测振装置的校准 第二节 单自由度系统的受迫振动 返 回 一、机械的振动是工程技术和日常生活常见的现象。 在大多数的情况下，机械振动是有害的。振动常常破坏机械的正常工作，振动的动载荷使机械加快失效，降低机械设备的使用寿命身甚至导致损坏造成事故。振动也有可以被利用的一方面，如运输、夯实、捣固、清洗、脱水、时效等。 二、机械运转中的振动及其产生的噪声，一般都具有相同的频率组成。 虽然两者传输方式以及各自的频率成分之间的强度比例都不一样，但它们的频谱都在某中程度上反映机器运行状况，均可作为监测工况、评价运转质量时的测试参数。 三、振动测试在生产和科研的许多方面都占有重要地位。 四、振动测试大致可分为两类： 　　一类是测量设备和结构所存在的振动。 　　另一类是对设备或结构施加某种激励，使其产生振动，然后测量其振动；此　　类振动的目的是研究设备或结构的力学动态特性。 　　　　对振动进行测量，有时只需测出被测对象某些点的位移或速度、加　　　　　　速度和振动 频率。有时则需要对所测的信号作进一步的分析和处理，　　　　　　如谱分析、相关分析等，进而确定对象的固有频率、阻尼比、刚度、　　　　　　振型等振动参数。求出被测对象的频率响应特性，或寻找振源，并　　　　　　为采取有效对策提提供依据。 §第一节 概述 (其中c为粘性阻尼系数，k为 弹性刚度，激 振力f(t)为系 统的输入，振 动位移z为系统 的输出) 一、质量块受力引起的受迫振动 如图所示的单自由度系统，其质量块m在外力 f(t)作用下的运动方程为： 求系统频率响应H(ω)和幅频特性A(ω)、相 频特性 如下： §第二节 单由度系统的受迫振动 ★位移共振频率、速度共振频率和相位共振的定义 通常把频幅曲线上幅值比最大处的频率称为位移共振频率。 当 ，故 常作为 的估计值。 若输入为力,输出为振动速度时,则系统幅频特性最大处的 频率称为速度共振频率.(速度共振频率始终和固有频率相等) 从相频曲线上可看到,不管系统的阻尼比是多少,在(ω/ ωn)=1 时位移始终落后于激振力90度,这被称为相位共振 ************************************************************************************************************************ 小结：⑴在激振频率远小于固有频率时,输出位移随激振 频率的变化非常小;⑵当激振频率大于固有频率时 输出位移为零,质量块近于静止;⑶当激振频率接近 固有频率时,系统的响应特性取决于系统阻尼,并随 频率的变化而剧烈的变化. ★小结 二、由基础运动引起的受迫振动 设基础的绝对位移Z1，质量块m的绝对位移为Z0如图示： 若考察m的相对运动而上式可写为： 可以求出频率响应函数H(ω)幅频特性A(ω)和 相频特性ψ(ω)。 小结：当激振频率远小于系统固有频率时质量块相对基础的振动为0，也就是质量块几乎随着基础一起振动；而当激振频率远远高于固有频率时，A(ω)接近1，说明质量块和壳体的相对运动（输出）和基础的振动（输入）近似相等。从而表明质量块再惯性坐标系中几乎处于静止状态。 ★由基础运动引起的受迫振动 三、单自由度振动系统受迫振动小结 测试工作中的许多工程问题，往往可以用弹簧-阻尼器-质量块构