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第5章 振动的测试 第5章 第1节 振动测试基础 第5章 第1节 振动测试基础 第5章 第1节 振动测试基础 第5章 第1节 振动测试基础 第5章 第1节 振动测试基础 第5章 第2节 振动的激励 第5章 第2节 振动的激励 第5章 第2节 振动的激励 第5章 第2节 振动的激励 第5章 第2节 振动的激励 第5章 第2节 振动的激励 第5章 第2节 振动的激励 第5章 第2节 振动的激励 第5章 第2节 振动的激励 第5章 第2节 振动的激励 第5章 第2节 振动的激励 第5章 第2节 振动的激励 第5章 第3节 测振传感器 第5章 第3节 测振传感器 第5章 第3节 测振传感器 第5章 第3节 测振传感器 第5章 第3节 测振传感器 第5章 第4节 振动参数的估计 第5章 第4节 振动参数的估计 第5章 第4节 振动参数的估计 第5章 第4节 振动参数的估计 第5章 习题 * * 第1节 振动测试基础 第2节 振动的激励 第3节 测振传感器 第4节 振动参数的估计 习题 * 一、概述 机械在运动时，由于旋转件的不平衡、负载的不均匀、结构刚度的各向异性、间隙、润滑不良、支撑松动等因素，总是伴随着各种振动。 机械振动在大多数情况下是有害的，振动往往会降低机器性能，破坏其正常工作，缩短使用寿命，甚至导致事故。机械振动还伴随着同频率的噪声，恶化环境，危害健康。另一方面，振动也被利用来完成有益的工作，如运输、夯实、清洗、粉碎、脱水等。这时必须正确选择振动参数，充分发挥振动机械的性能。 在现代企业管理制度中，除了对各种机械设备提出低振动和低噪声要求外，还需随时对机器的运行状况进行监测、分析、诊断，对工作环境进行控制。为了提高机械结构的抗振性能，有必要进行机械结构的振动分析和振动设计，这些都离不开振动测试。 * 二、振动测试的方式 1、振动基本参数的测试 这种方式主要是测量机械或结构在工作状态下的振动，如振动位移、速度、加速度、频率和相位等，了解被测对象的振动状态，评定等级和寻找振源，对设备进行监测、分析、诊断和预测。 2、被测试对象基本参数的测试 这种方式主要是对机械设备或结构施加某种激励，测量其受迫振动，以便求得被测对象的振动力学参量或动态性能，如固有频率、阻尼比、刚度、频率响应和动态模型等。 * 三、振动对象的理论模型 1、单自由度振动系统 一个单自由振动系统可以抽象为一个二阶系统，其动态特性为： * 三、振动对象的理论模型 1、单自由度振动系统 一个单自由振动系统可以抽象为一个二阶系统，其幅频、相频特性曲线为： * 三、振动对象的理论模型 2、多自由度振动系统 对复杂的多自由度振动系统可以看成是多个单自由度振动系统的组合，如图所示。 * 一、激励（振）方法 1、稳态正弦激振 2、随机激振 3、瞬态激振 * 一、激励（振）方法 1、稳态正弦激振 稳态正弦激振是最普遍的激振方法。它是对被测对象施加一个稳定的单一频率的正弦激振力，并测定振动响应与正弦力的幅值比与相位差。为测得整个频率范围的频率响应，必须改变激振力的频率，这一过程称为扫频或扫描。值得注意的是必须采用足够缓慢的扫描速度，以保证结构处于稳态振动之中，对于小阻尼系统，尤其应该注意这一点。 2、随机激振 随机信号一般由纯随机信号、伪随机信号和周期随机信号三种。纯随机信号也称为白噪声。 随机激振一般用伪随机信号发生器作为信号源，是一种宽带激振的方法。它使测对象在一定频率范围内产生伪随机振动。与谱分析仪相配合，获得被测对象的频率响应。 * 一、激励（振）方法 3、瞬态激振 瞬态激振也属于宽带激振法。目前常用的方法有： ①快速正弦扫描激振 这种方式由于仪器设备的进展应用越来越广。激振信号频率在扫描周期T中呈线性地增大，但是幅值保持不变。激振频率范围及扫描周期T都根据试验要求而定。激振函数有着与正弦函数相似的表达式，但因频率的不断变化，所以并非正弦激振而属于瞬态激振。快速正弦扫频信号及其频谱如下图所示： * 一、激励（振）方法 3、瞬态激振 ②脉冲激振 脉冲激振是用一个装有传感器的锤子（又称为脉冲锤）敲击试件，对试件施加一个力脉冲，脉冲的波形及有效频率取决于脉冲持续时间τ。τ取决于锤端的材料，材料越硬τ越小，则频率范围越大。 ③阶跃激振 阶跃激振的激振力来自一根刚度大﹑重量轻的弦。