机械振动的测试课件.ppt

《机械振动的测试课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、机械振动的测试机械振动是物体在一定位置附近所作的周期性往复的运动。机械振动系统，就是指围绕其静平衡位置作来回往复运动的机械系统，单摆就是一种简单的机械振动系统。构成机械振动系统的基本要素有惯性、恢复性和阻尼。惯性就是能使系统当前运动持续下去的性质，恢复性就是能使系统位置恢复到平衡状态的性质，阻尼就是能使系统能量消耗掉的性质。这三个基本要素通常分别由物理参数质量M、刚度K和阻尼C表征。第一节振动的概念2.1振动的分类（1）从产生振动的原因来分：系统仅受到初始条件(初始位移、初始速度)的激励而引起的振动称为自由振动，系统在持续的外作用力激励下的振动

2、称为强迫振动．自由振动问题虽然比强迫振动问题单纯但自由振动反映了系统内部结构的所有信息，是研究强迫振动的基础．第二节机械振动的类型（2)从振动的规律来分：简谐振动复合周期振动瞬态振动随机振动2.2简谐振动单自由度系统：在简化模型中，振动体的位置或形状只需用一个独立坐标来描述的系统称为单自由度系统。单自由度无阻尼自由振动系统xok运动学特征动力学特征由微分方程特征以弹簧振子为例得出普遍结论：加速度速度vtxa解可得位移振动方程常数A和j的确定说明：(1)一般来说j的取值在－π和π(或0和2π)之间；结论：(1)单自由度无阻尼系统的自由振动是以正弦

3、或余弦函数或统称为谐波函数表示的，故称为简谐振动，(2)自由振动的角频率即系统的自然频率仅由系统本身的参数所确定，而与外界激励、初始条件等均无关．(3)无阻尼自由振动的周期为(4)自由振动的振幅X和初相角由初始条件所确定。(5)单自由度无阻尼系统的自由振动是等幅振动。有阻尼系统的自由振动通解为：2.复合周期振动复合周期振动是由两个或两个以上的频率之比为有理数的简谐振动复合而成。3.准周期振动准周期振动是由频率比不全为有理数的简谐振动叠加而成。4.瞬态振动、冲击瞬态振动是指在极短时间内仅持续几个周期的振动。冲击是单个脉冲。特点：过程突然发生，持续

4、时间短，能量很大。通常它由零到无限大的所有频率的谐波分量构成。5.随机振动没有确定的周期，振动量与时间也无一定的关系。单自由度系统的受迫振动1.由作用在质量块上的力所引起的受迫振动1.不管系统的阻尼比是多少，在时位移始终落后于激励力90o现象，称为相位共振。2.率对于无阻尼系统，2.由基础运动所引起的受迫振动在许多情况下，振动系统的受迫振动是由基础的运动所引起的。这种情况称位移激励。设基础的绝对位移为x(t)，质量块m的绝对位移为y(t)，如图所示。考察质量块M对基础的相对运动，则M的相对位移的(y-x)。其运动方程为：第二节振动的激励和激振器

5、根据第一章的讨论，如果知道了系统的输入(激励)和输出(响应)，就可以求出系统的数学模型，也即动态特性。振动系统测试就是求取系统动态特性的一种试验方法。为了完成上述测试任务，一般说来测试系统应该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、功率放大器和激振装置组成。2)拾振部分检测并放大被测系统的输入、输出信号，并将信号转换成一定的形式(通常为电信号)。它主要由传感器、可调放大器组成。3)分析记录部分将拾振部分传来的信号记录下来供以后分析处理或直接近行分析处理并记下处理结果。它主要由各种记录设

6、备和频谱分析设备组成。第二节振动的激励一、稳态正弦激励方法这是一种测量频率响应的经典方法，它提供给被测系统的激励信号是一个具有稳定幅值和频率的正弦信号，测出激励大小和响应大小，便可求出系统在该频率点处的频率响应的大小。激励系统一般由正弦信号发生器、功率放大器和电磁激振器组成，测量系统由跟踪滤波器、峰值电压表和相位计组成。二、瞬态激励方法瞬态激励方法给被测系统提供的激励信号是一种瞬态信号，它属于一种宽频带激励，即一次同时给系统提供频带内各个频率成份的能量和使系统产生相应频带内的频率响应。因此，它是一种快速测试方法。同时由于测试设备简单，灵活性大，

7、故常在生产现场使用。目前常用的瞬态激励方法有快速正弦扫描、脉冲锤击和阶跃松弛激励等方法，下面分别讨论和介绍。(一)快速正弦扫描这种测试方法是使正弦激励信号在所需的频率范围内作快速扫描(在数秒钟内完成)，激振信号频率在扫描周期T内成线性增加，而幅值保持恒定。扫描信号的频谱曲线几乎是一根平坦的曲线，从而能达到宽频带激励的目的。(二)脉冲锤击激励脉冲锤击激励是用脉冲锤对被测系统进行敲击，给系统施加一个脉冲力，使之发生振动。由于锤击力脉冲在一定频率范围内具有平坦的频谱曲线，所以它是一种宽频带的快速激励方法。(三)阶跃松驰激励1、阶跃松弛激励定义2、特点

8、：由于阶跃函数的导数是脉冲函数，阶跃函数引起的响应的导数是脉冲响应函数，所以这种方法也是一种宽频带激励方法。3、实现：在实际应用中，常常是用一根刚度很