《振动测试概论》PPT课件

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1、第一部分振动测试概论单自由度系统振动系统的力学模型和振动参数基本参数：质量m刚度k阻尼c导出参数：固有频率阻尼比衰减系数运动方程当﹤1时当时当﹥1时振动分类产生原因变化规律自由度数自由振动受迫振动自激振动简谐振动非简谐振动随机振动单自由度系统的振动多自由度系统的振动连续系统的振动振动分类产生原因变化规律自由度数自由振动受迫振动自激振动简谐振动非简谐振动随机振动单自由度系统的振动多自由度系统的振动连续系统的振动振动分类产生原因变化规律自由度数自由振动受迫振动自激振动简谐振动非简谐振动随机振动单自由度系统的振动多自由度系统的振动连续系统的振动振动分类产生原因变化规律自由度数自由振动受迫振动

2、自激振动简谐振动非简谐振动随机振动单自由度系统的振动多自由度系统的振动连续系统的振动振动过程的分类自由振动系统在去掉外加干扰力之后出现的振动。这种振动靠弹性力、惯性力和阻尼力来维持。振动的频率就是系统的固有频率（也称自然频率）。因有阻尼力存在，振动逐渐衰减，阻尼越大，衰减越快。如果系统无阻尼存在（这只是一种理想状态，实际上是不可能的），则称这种振动为无阻尼自由振动，无阻尼自由振动是一种恒幅振动受迫振动在激振力持续作用下，系统被迫产生的振动振动特征与外部激振力的大小、方向和频率有关。在简谐激振力作用下，能同时激发起以系统固有频率为振动频率的自由振动和以干扰频率为振动频率的受迫振动，其自由

3、振动部分将逐渐衰减，乃至最终消失，这时只剩下恒幅受迫振动部分，即稳态振动响应自激振动机械系统由于外部能量与系统运动相耦合形成振荡激励所产生的振动。当振动停止，振荡激励随之消失。如滑动轴承油膜振荡、液压随动系统的自振等简谐振动时间表示法振动位移振动速度振动加速度振动物体随时间按正弦或余弦规律变化的振动名称幅值幅值比峰值x(t)的最大值1峰峰值x(t)的最大值和最小值之差2平均绝对值0.636有效值0.707周期振动时域特征参数系统运动量值按一定时间间隔重复出现的非简谐振动，可用谐波分析方法，将其分解为若干个简谐振动之和。均值周期振动的分解傅立叶级数幅频曲线相频曲线其中周期振动频谱图的特点

4、以方波为例●谱线是离散的，各高次谐波是基波的整数倍，且最小频率间隔等于基波。●幅值谱的纵坐标显示每个谐波分量在周期振动中所占的比例大小，其单位为被测振动量的单位。准周期振动组成：由两个或两个以上频率比为无理数的简谐振动的合成。特点：合成后不再是周期函数，但谱线仍然是离散的。数学表达式：冲击振动过程冲击波形时域特征参数脉冲峰值脉冲宽度脉冲冲量脉冲能量衰减振动过程数学表达式（单自由度）时间历程曲线时域特征参数振动幅值衰减系数有阻尼固有频率冲击与衰减振动过程的频谱分析频谱分析傅立叶积分冲击过程频谱图的特征以方波为例特点：◆谱线是连续的；◆幅值谱的单位为被测信号的单位除以频率；◆能量主要集中在

5、0--的频率范围内，脉宽越窄，频率范围越宽。几种典型信号的频谱衰减过程频谱图的特征衰减正弦衰减余弦随机振动时间函数不能用精确的数学关系式来描述；不能预测它未来任何时刻的准确值；对这种信号的每次观测结果都不同，但大量地重复试验可以看到它具有统计规律性，因而可用概率统计方法来描述和研究。随机振动时域主要特征参数均值均方值方差自相关函数互相关函数随机振动的频谱分析功率谱密度函数自功率谱互功率谱相干函数单边功率谱不同振动过程时域与频域描述不同振动过程时域与频域描述同向简谐振动合成频率比为有理数时合振动为周期性的非简谐振动频率接近的简谐振动合振动为拍振，拍振大多数情况下是有害的，一般要抑制或消除

6、方向垂直的简谐振动合成合成图形称为利萨如图频率相等时，图形为直线或椭圆；频率比为2时，图形为8形或∞形振动的产生、危害与利用机机械振动是普遍存在的物理现象如：旋转机器的质量不平衡、负载不均匀、结构刚度各向异性、对中不良、润滑不良、支撑松动等振动机械振动大多数情况下有害：破坏机器正常工作，降低其性能，缩短其使用寿命，甚至机毁人亡机械振动还伴随着产生同频率的噪声，恶化环境和劳动条件，危害人们的健康振动也能被利用来完成有益的工作，如运输、夯实、清洗、粉碎、脱水等无论是利用振动还是防止振动，都必须确定其量值。振动引起失效的模式对结构的影响主要是变形、弯曲、产生裂纹和造成部件之间的相互撞击等

7、。可能产生超极限应力破坏与疲劳破坏。对工作性能的影响主要是运动部件动作不正常、接触部件接触不良、继电器产生误动作、电子器件噪声增大、指示灯闪烁等。对工艺性能的影响主要是螺钉松动、连接件或焊点脱开等。振动测量的工程应用领域结构的动力参数测试故障诊断环境和可靠性试验隔振、减振和振动控制有关振动利用的研究机械振动测试系统的一般组成框图一般说来振动测试系统包括下述三个主要部分：1)激励部分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