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第七章 振动的测试                                  交变电流i 电动力F 激振力 产生 传输 为了使激振器的能量尽量用于激振对象的激励上, 在激振时最好让激振器基座在空间基本上保持静止： 在高频激振时，往往用弹簧将激振器悬挂起来，降低安装的自然频率，使之低于激振频率的l／3； 在低频激振时，则将激振器的基座与静止的地基刚性相连，使安装的自然频率高于激振频率3倍以上。 水平绝对激振时的安装方法 较低频激振时的安装方法 高频激振时的安装方法 2. 电磁式激振器 电磁式激振器直接利用电磁力作激振力，常用于非接触激振场合。励磁线圈3包括一组直流线圈和一组交流线圈，当电流通过励磁线圈便 产生相应的磁通，从而在铁芯2和衔铁4之间产生电磁力，实现两者之间无接触的相对激振。激振器是由通入线圈中的交变电流产生交变磁场，而被测对象作为衔铁，在交变磁场作用下产生振动。 由于在电磁铁与衔铁之间的作用力F(t)只会是吸力，而无斥力，为了形成往复的正弦激励，应该在其间施加一恒定的吸力F0，然后才能叠加上一个交变的谐波力F(t)。通入线圈中的电流I(t)也应该由直流与交流两部分组成，即: 交变电流i 产生 电磁力F 激振力 3. 电液式激振器 1—顶杆? 2—电液伺服阀? 3—活塞 由电动激振器，操纵阀和功率阀所组成的电液伺服阀2，控制油路使活塞3作往复运动，并以顶杆1去激励被激对象。活塞端部输入一定油压的油，形成静压力p* ，对被激对象施加预载荷。用力传感器测量交变激励力p1和静压力p*。 电液式激振器的优点是激振力大，行程亦大，单位力的体积小。但由于油液的可压缩性和调整流动压力油的摩擦，使电液式激 振器的高频特性变差，一般只适用于较低的频率范围。 电动激振器+液压系统 交变电流i 产生 电动力F 激振力 控制 液压系统 * 第一节 概述 振动是质点或物体相对于固定参考点的振荡运动。 物体仅受到初始条件(初始位移、初始速度)的激励而引起的振动称为自由振动。 物体在持续的外作用力激励下的振动称为强迫振动． 振动的测试就是检测振动变化量，从中提取表征振动过程特征和振动系统特性的有用信息。 机械振动是机械或结构在平衡位置附近的往复运动。 激振 机械系统 响应 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。 振动测试方式： 一、激振测量 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。 二、在线测量 测量机械或结构在工作状态下的振动，如位移、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。 第二节 惯性式传感器的力学模型 振动测试的力学原理、力学模型 构成机械振动系统的基本要素有惯性、恢复性和阻尼。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，阻尼就是能使系统能量消耗掉的性质。这三个基本要素通常分别由物理参数质量M、刚度K和阻尼C表征。 一、惯性式测振传感器的力学模型与特性分析 1)质量块受力产生的受迫振动 f(t)——激振动 k——弹簧刚度 c——阻尼系数 m——质量 z——振动位移 f(t) 激振动 Z(t) 振动位移 振动系统 这是一个典型的二阶系统 幅频特性： 相频特性： 相频特性 幅频特性 不管系统的阻尼比是多少，在 时位移始终落后于激励力90o现象，称为相位共振。 率 2. 由基础运动所引起的受迫振动 振动系统的受迫振动是由基础的运动所引起的。这种情况称位移激励。设基础的绝对位移为Z1 ，质量块m的绝对位移为ZO ，如图所示。考察质量块M对基础的相对运动，则M的相对位移的(ZO -Z1 )。其运动方程为： 这是一个典型的二阶系统 幅频特性 相频特性 由