船舶检验10.ppt

知识准备 桥梁断裂——18世纪中叶，法国昂热市一座102m长大桥上有一队士兵列队正步而过，桥梁断裂，226名官兵和行人丧生。 雪崩——人对雪山大喊，积雪坍塌而下 共振现象 正步走的频率与桥梁固有频率一致，使桥的振动加强，当它的振幅达到最大以至超过桥梁的抗压力，桥梁断开 知识准备 共振现象 知识准备 正步走的频率与桥梁固有频率一致，使桥的振动加强，当它的振幅达到最大以至超过桥梁的抗压力，桥梁断开 人声音的频率与雪山固有频率相近，引发共振，超过雪的耐压力时，积雪发生坍塌 知识准备 共振现象如何避免？ 频率 知识准备 船体结构及设备呢？ 频率 ?概述—船上有害振动 ?有害振动： ?船上振动种类： ?机械振动 ?船体振动 ?概述—船上有害振动:船体振动： ?振动检验 ?内容： ?研究内容 激励源 振动系统特性—固有频率、振型、相位角 振动响应 振动衡准 ?减振措施 减小激励力 改变激励频率或振动系统的固有频率 增加阻尼力 提高振动危险构件的强度 ?术语 振幅 振型、节点 共振 简谐振动 波腹 ?振动描述----模态 ?定义 结构的固有振动特性，每一个模态具有特定的固有频率、阻尼比和模态振型。 ?作用： 振动模态是弹性结构的固有的、整体的特性。如果通过模态分析方法搞清楚了结构物在某一易受影响的频率范围内各阶主要模态的特性，就可能预言结构在此频段内在外部或内部各种振源作用下实际振动响应。因此，模态分析是结构动态设计及设备的故障诊断的重要方法。 ?振动描述----模态 ?作用： 模态分析是研究结构动力特性一种近代方法，是系统辨别方法在工程振动领域中的应用。 机器、建筑物、航天航空飞行器、船舶、汽车等的实际振动千姿百态、瞬息变化。模态分析提供了研究各种实际结构振动的一条有效途径。首先，将结构物在静止状态下进行人为激振，通过测量激振力与振动响应并进行双通道快速傅里叶变换分析，得到任意两点之间的机械导纳函数（传递函数）。用模态分析理论通过对试验导纳函数的曲线拟合，识别出结构物的模态参数(特征根或特征值)，从而建立起结构物的模态模型。根据模态叠加原理，在已知各种载荷时间历程的情况下，就可以预言结构物的实际振动的响应历程或响应谱。 振动描述 ?傅氏变换的物理意义－－频谱： 周期函数的频谱： 正弦函数 振动描述 ?傅氏变换的物理意义－－频谱： 非周期函数的频谱： 若f(t)是以T为周期的非正弦函数，则只要满足狄氏条件就可展开成傅氏级数： 振动描述?傅氏变换的物理意义－－频谱： 非周期函数的频谱： 振动描述 ?傅氏变换的物理意义－－频谱： 非周期函数的频谱： 振动描述?傅氏变换的物理意义－－频谱： 非周期函数的频谱： 振动描述 ?傅氏变换的物理意义－－频谱： 非周期函数的频谱： 当f(t)的傅氏级数为复数形式时，即当 振动描述 ?傅氏变换的物理意义－－频谱： 非周期函数的频谱： 采用直角坐标系OwA，其中横坐标表示频率wn，纵坐标表示振幅A。在横轴上作出不同的频率0,w,2w…在这些点上都作一条垂直于横轴的直线段，使其长度分别为A0,A1,A2…P 这些直线段称为谱线，而An的全体称为f(t)的振幅频谱（简称频谱），因此这样作出的图形为频谱图，是频率与振幅的关系图。 从频率图中可以清楚地看出：一个非正弦周期函数包含了哪些频率分量，以及各分量所占的比重（振幅的大小）如何。 由于n=0,1…，因此wn是不连续的，这种频谱称为离散频谱 振动描述 ?傅氏变换的物理意义－－频谱： 例 如图示的周期矩形脉冲波f(t)，在一个周期 内，有 振动描述 ?傅氏变换的物理意义－－频谱： 解 f(t)的傅氏级数的复数形式 振动描述 ?傅氏变换的物理意义－－频谱： 解 振动描述 ?傅氏变换的物理意义－－频谱： 解 列出下表： 振动描述 ?傅氏变换的物理意义－－频谱： 解 根据表可画出频谱图： 振动描述 ?傅氏变换的物理意义－－频谱： 解 振动描述： ?傅氏变换的物理意义－－频谱： 解 列出下表： 振动描述： ?傅氏变换的物理意义－－频谱： 解 根据表可画出频谱图： 振动描述： ?傅氏变换的物理意义－－频谱： 对任一非正弦的周期函数（时域信号），都可以表示为不同频率的正弦波信号的无限叠加。而根据该可以通过傅氏变换得到在某一频