重庆大学机械考研-机械工程测试技术-8振动测试.ppt

二、研究振动测试的重要性 为进行机械结构的振动分析或振动设计服务，以实现低振级、低噪声的要求； 为改善现成的机构或结构的抗振性能，也需测量振动。 风洞实验等(赛车机构设计,飞机) 3, 振动,噪声对环境/人体的影响 三、振动的分类 四、振动测试内容 振动基本参数的测量 测量振动物体上某点的位移、速度、加速度、频率和相位，以判别振动的强度（振级），找出振动根源，加以克服或改进。 结构或部件动态特性的测定（激振实验） 五、振动测量分类 测量原理 六、一般振动测试系统的组成 振动参数测量系统 例：典型机床频响测试系统 在振动测试中要注意两个问题： 干扰 振动分析仪器应能在噪声背景下检测出有用的信息。 匹配 振动分析仪器中得到的各环节串联而成的整个系统的特征。最理想的各个环节应是 A(?)=A0 ?(?)=0 受力激振时，以位移为响应时的频率响应特性 位移共振频率 位移共振频率 — 输入为力，输出为振动位移时，幅频特性上幅值最大处的频率ωrz； 速度共振频率 速度共振频率 — 输入为力，输出为振动速度时，则系统幅频特性上幅值最大处的频率ωrv。 加速度共振频率 加速度共振频率 — 输入为力，输出为振动加速度时，则系统幅频特性上幅值最大处的频率ωra。 相位共振 从幅频特性上看，当?很小，即小阻尼时， ωrz ? ωn ， ωra ? ωn ，故常采用ωr作为ωn的估计值。 从相频特性上看，不管系统的阻尼比时多少，在（ω/ωn）=1时位移始终落后于激振力900，这种现象称为相位共振，一般固有频率的估计用相频特性曲线比较准确，因为这段曲线比较陡峭，频率稍有偏移，相位就明显偏移900。 八 由基础运动所引起的受迫振动 力平衡方程式 一、稳态正弦激振 逐点正弦激振 慢速扫频激振 信号发生器采用无极或有极地改变正弦激振力的频率，即频率扫描，这样激振频率随时间而变化，严格讲这是一种瞬态的激振，但采用足够缓慢的扫描速度，使分析仪器有足够的响应时间，使被测对象处于稳定振动状态，这样可近似逐点正弦激振。 二、随机激振1. 白噪声激振 伪随机激振 用伪随机信号发生器或用计算机产生伪随机码来产生随机激振信号。伪随机信号具有一定的周期性，在一个周期内的信号是随机的，但各个周期内的信号又完全相同。 实际随机激振 三、瞬态激振 1. 快速正弦扫描激振 脉冲激振（冲击激振） 阶跃（张弛）激振 激振器—对试件施加某种预定要求的激振力，激起试件振动的装置。 测振传感器的合理选择 B、振动的测量方法1. 相对式测振 跟随式相对振动传感器使用条件： 绝对式测振 构成振幅计的条件 构成加速度计的条件 构成速度计的条件 C、振动量的测量（振动位移、速度、加速度） 多自由度系统的频率特性 D、机械振动参数的估计（固有频率、阻尼比、振型） ?的测定 ?n的测定 二、共振法 1.总幅值法—从幅频曲线进行估计 （1）估计?n （2）?的估计 2.相位共振法—利用相频曲线进行估计 3.分量法—根据虚实部频率特性进行估计 8.5 测试实例 脉动法桥梁模态测试技术 强迫振动时桥梁振动测试技术 桥梁动挠度信号恢复技术 桥梁动态测试系统 深圳梅林2#、3#人行过街桥实验 现场桥梁动态测试技术 被 测 桥 梁 程控放大 抗混滤波 程控放大 抗混滤波 16路模拟开关 采样/保持 A/D板 接口电路 PCI 总线 主机 输入设备 输出设备 传感器 桥梁动态测试系统硬件组成 开 始 用户密码校验 密码正确？ 结 束 双通道频谱 分析显示 单点时域 波形显示 互谱分析和相干函数分析 单点信号 时频域分析 桥梁实验资料输入 数据处理报告输出 实验报告归入数据库 结 束 Y N 动挠度波形 恢复 相邻测点信号 差值时频域分析 桥梁损伤 分析显示 应变/曲率 模态分析 桥梁模态 分析显示 传感器校验 信号读入 传感器时域 数据校验 传感器频域 性能校验 桥梁测试数据的分析处理和显示模块的流程图 工字钢梁实验现场测点布置 工字钢梁实验现场仪器设备 三峡覃家沱大桥实验 80m 130m 80m ? ? 58m 100m 0# 3# 2# 1# ? ? ? ? ? ? ? ? 1/4s1 3/4s1 1/4s2 1/2s2 3/4s2 1/4s3 1/2s3 1/4s3 s1 s2 s3 1# 2# 3# 0# 纵截面图 垂直振动模态检测的测点分布图 0# 3# ? ? ? ? ?