机械振动检测课件.ppt

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1、第5章机械振动检测§5.1机械振动检测概述§5.1.1机械振动的初步认识§5.1.2机械振动检测方法§5.2单自由度受迫振动§5.2.1作用在系统质量块上的力引起的受迫振动§5.2.2由系统基础运动引起的受迫振动§5.3测振常用的传感器简介机械振动是生活中常见的运动形式上下跳动的皮球小鸟飞离后颤动的树枝被手拨动的弹簧片第5章机械振动检测印尼9.0地震波及南亚海啸预警第5章机械振动检测振动压路机振动筛振动破碎机超声波影像图概率筛测量机器振动第5章机械振动检测名称波形频谱名称波形频谱各种振动的频谱图§5.1.1机械振动的初步认识§5.1.1机械振动的初步认识简

2、谐振动物体在跟位移大小成正比，并且总是指向平衡位置的力作用下的振动叫做简谐振动。简谐振动是最简单、最基本的运动。对于一个线性振动系统来说，振动信号可用谱分析技术化作许多谐振动的叠加。振动微分方程为:§5.1.1机械振动的初步认识?构成机械振动的要素惯性M恢复性K阻尼C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。通常由恢复力产生。恢复力是影响振动的最主要的因素。我们把振动物体离开平衡位置所受到的指向平衡位置的力叫做恢复力阻尼就是能使系统能量消耗掉的性质§5.1.1机械振动的初步认识无阻尼简谐振动xokm位移速度加速度vt

3、xa§5.1.2机械振动检测方法对振动进行测量，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供依据。海啸预警§5.1.2机械振动检测方法§5.1.2机械振动检测方法光杠杆法在大多数的情况下，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

4、效等。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。现场测量设备和结构所存在的振动特性信号的时域分析和频域分析§5.1.2机械振动检测方法§5.1.2机械振动检测方法振动测量系统的一般组成框图激振系统测振传感器中间变换电路功放振动分析仪器显示记录反馈控制干扰信号发生器§5.2单自由度受迫振动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称为受迫振动。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。测试工作中的许多

5、工程问题，往往可以用弹簧-阻尼器-质量块构成的单自由度模型来描述。但是在不同的场合下所处理的输入、输出量往往是不同的，从而其频率响应函数及幅频、相频特性也不同§5.2.1作用在系统质量块上的力引起的受迫振动假定：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。该单自由度系统的受迫振动的运动方程式为：该系统的频率响应函数、幅频特性和相频特性分别为：其中：固有频率：§5.2.1作用在系统质量块上的力引起的受迫振动阻尼比：§5.2.1作用在系统质量块上的力引起的受迫振动质量块上的力引起的受迫振动的幅频和相频特性曲线当时，；当时

6、，在激振力频率远小于固有频率时，输出位移随激振频率的变化只有微小变化，几乎和“静态”激振力所引起的位移一样；当激振频率远大于固有频率时，输出位移接近零，质量块近于静止。；§5.2.2由系统基础运动引起的受迫振动由系统基础运动引起的受迫振动§5.2.2由系统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，分析如图自由体上所受的力可得:如果考察质量块m对基础的相对运动，则可改写成：§5.2.2由系统基础运动引起的受迫振动设载体的运动为简谐运动：上式变为:考虑如下几种情形：§5.2.2由系统基础运动引起的受迫振动位移输入位移计应工作在过谐振

7、区，其固有频率越低越好。当阻尼比取值在0.6～0.8范围内时，幅频特性曲线有最宽广而平坦的曲线段，此时，相频特性曲线在很宽的范围内也几乎是直线。§5.2.2由系统基础运动引起的受迫振动速度输入速度计应工作在谐振区附近，在选用速度计测量振动速度的响应时，往往使其在很大的过阻尼状态下工作。§5.2.2由系统基础运动引起的受迫振动加速度输入加速度计应工作在亚谐振区，其固有频率越高越好。当阻尼比取值在0.6～0.8范围内时，幅频特性曲线有最宽广而平坦的曲线段，此时，相频特性曲线在很宽的范围内也几乎是直线§5.3测振常用的传感器简介测振传感器选择应注意下列几个问题直

8、接测量参数的选择。应力图使最重要的参数以最直接、最合理的方式测得；