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第章振动测试
第8章 振动测试
第8章 振动测试
振动测试重要性:
许多情况下,机械振动会造成危害。它影响精密仪器
设备的功能;降低加工零件的精度和表面质量;加剧构件
的疲劳破坏和磨损,导致构件损坏造成事故。但也利用振
动来作有益的事情,如钟表、清洗、超声振动切削等。振
动问题在生产实践中一直占有相当重要的地位。因此必须
对机械振动进行观测、分析、研究,而测试始终是一个重
要的、必不可少的手段。
本章学习要求:
1. 了解振动测试的基本原理,常用
的测振传感器和放大电路的应用;
2. 了解振动试验的基本方法.
8.1振动的基础知识
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。
振动测试包括两种方式:
一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。
二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、刚度、频率响应和
模态等。
1 振动测试的基本参数
1 振动测试的基本参数
振动的幅值、频率和相位是振动的三个基本参
数,称为振动三要素。
幅值: 幅值是振动强度的标志,它可以用峰值、
有效值、平均值等不同的方法表示。
频率: 不同的频率成分反映系统内不同的振源。
通过频谱分析可以确定主要频率成分及其幅值大小,
从而寻找振源,采取相应的措施。
相位: 振动信号的相位信息十分重要,如利用相
位关系确定共振点、测量振型、旋转件动平衡、有源
振动控制、降噪等。对于复杂振动的波形分析,各谐
波的相位关系是不可缺少的。
简谐振动是单一频率的振动形式,各种周期运动都
可以用不同频率的简谐运动的组合来表示。简谐振动
的运动规律可用位移函数y (t)描述
() ( )
y t A sin ωt +ϕ
式中A——位移的幅值,mm;
ϕ——初始相位角,rad ;
比较式以上三式可见,速度的最大值比位移的最大值导前
ω——振动角频率,1/s, ω=2 π/T=2 πf ;
90°,加速度的最大值要比位移最大值导前180°。在位
其中T——振动周期,s;
移、速度和加速度三个参量中,测出其中之一即可利用积
f —— 振动频率,Hz 。
分或微分求出另两个参量。
对应于该简谐振动的速度v 和加速度a 分别为
() dy ( )
v t ωA cos ωt +ϕ
dt
() dv 2 ( ) 2
a t −ω A sin ωt +ϕ −ω y
dt
在振动测量时,应合理选择测量参数,如振动位移是研究
强度和变形的重要依据;振动加速度与作用力或载荷成正
比,是研究动
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