拍現(xiàn)象的案例
拍現(xiàn)象與共振現(xiàn)象的區(qū)別
將參數(shù)寫入文件
(F16.9)
*CFCLOS
顯示加速度響應(yīng)的時域和頻域：
從以上兩個圖可得：
1 當激勵中包含結(jié)構(gòu)共振頻率時，結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生共振現(xiàn)象；
2 結(jié)構(gòu)仿真中，共振時的時域響應(yīng)不一定有拍現(xiàn)象；
3 信號實踐
不難發(fā)現(xiàn)，只要信號頻譜中存在相近的頻率，就會從產(chǎn)生拍現(xiàn)象：
4 實際結(jié)構(gòu)
本文的最后回到最初的問題：為什么實際結(jié)構(gòu)的共振現(xiàn)象中常常會出現(xiàn)拍現(xiàn)象？
經(jīng)過以上三個基本角度的分析，以及振動測試實踐。可能存在兩個原因，導(dǎo)致共振現(xiàn)象中出現(xiàn)拍現(xiàn)象：
第一：調(diào)制。如果在共振頻率附近發(fā)生了調(diào)制，就會在共振頻率附近出現(xiàn)多個相近頻率，這樣就滿足了存在相近頻率條件，所以產(chǎn)生拍現(xiàn)象。
第二：非線性。當結(jié)構(gòu)發(fā)生共振現(xiàn)象時，測試得到的頻譜在共振頻率處最大，但在共振頻率周邊幅值也可能不小。這樣就滿足了存在相近頻率條件，所以產(chǎn)生拍現(xiàn)象。即便周邊的頻率幅值為共振幅值的1/3，從時域上也可能觀察到明顯的拍現(xiàn)象。
5 總結(jié)
1 拍現(xiàn)象的根本原因是頻譜存在相鄰頻率（幅值都較大）；
2 共振一般都會在頻譜上產(chǎn)生相鄰頻率幅值都較大（調(diào)制和非線性），所以實際結(jié)構(gòu)的共振現(xiàn)象中常常會出現(xiàn)拍現(xiàn)象；
3 時域上出現(xiàn)拍現(xiàn)象，不表示結(jié)構(gòu)發(fā)生了共振。也有可能剛好存在頻譜相近的兩個激勵。
4 在實際工作中，看到拍現(xiàn)象時，可以猜測發(fā)生了結(jié)構(gòu)共振，但不足以下定論。
展開 什么是“拍”現(xiàn)象？
當兩個幅值和頻率相近的簡諧波進行疊加時，會出現(xiàn)幅值忽高忽低的現(xiàn)象，也就是所謂的“拍”現(xiàn)象，但它又不同于幅值調(diào)制，雖然在時域上表現(xiàn)相同：都是幅值忽高忽低，但二者有著本質(zhì)的區(qū)別。當兩個頻率相近的聲波疊加時，由于人耳聽到的聲音取決于聲波的幅值，因此，當出現(xiàn)拍現(xiàn)象時，人耳聽到的聲音在幅值上會出現(xiàn)周期性的強弱變化，一強一弱變化就是一次拍。
拍的定義
當同方向的兩個頻率相差不大的簡諧波疊加時，疊加后的波形的幅值將隨時間作強弱的周期性度化，這種現(xiàn)象稱之為“拍”，如圖1所示，圖中有三個拍，幅值出現(xiàn)忽強忽弱的變化，單位時間內(nèi)出現(xiàn)的拍數(shù)稱為拍頻（拍的頻率），也是疊加后波形的幅值變化頻率。
圖1 拍現(xiàn)象
通常，原始的兩個簡諧波的振動頻率較高，與疊加后的波形的頻率接近，但拍的頻率很低，遠小于原始簡諧波的振動頻率，因而，當出現(xiàn)拍現(xiàn)象時，它把高頻信號中的頻率信息和相位信息轉(zhuǎn)移到低頻信號（拍）之中，使它們由難以測量變得容易測量。
在聲學(xué)測量中，經(jīng)常會遇到兩個傳播方向相同，頻率相近的聲波。這兩個聲波在疊加時會產(chǎn)生“拍”現(xiàn)象，如圖2所示。
展開 一個拍現(xiàn)象實例（平板振動）
將參數(shù)寫入文件
(F12.9)
*CFCLOS
振動時域：
t=np.arange(0,4,1/200)
with open('ACCE.txt','r') as f:
accy=f.read()
accy=accy.split()
accy=[float(x) for x in accy]
plt.plot(t,accy)
plt.show()
沒有明顯拍現(xiàn)象
振動頻譜：
xf=np.fft.fft(accy)
af=np.abs(xf)/len(xf)
afn=np.short(af.size/2)
f=np.arange(0,200/2,200/len(accy))
plt.plot(f,af[:afn])
plt.show()
濾波，保留紅圈內(nèi)頻率：
N,Wn=sig.buttord([28,36],[25,40],3,30,fs=200)
b,a=sig.butter(N,Wn,btype='bandpass',fs=200)
acc2=sig.lfilter(b,a,accy)
查看濾波后時域特點：
總結(jié)：
本例表明，只要頻譜上存在頻率相近的幅值（固有頻率，調(diào)制頻率），則可以復(fù)現(xiàn)拍現(xiàn)象；
展開 什么是利薩如圖？
圖7 軸心軌跡測量傳感器安裝示意圖
參考：
1. 5-4-一維簡諧運動的合成-拍現(xiàn)象.PPT
2. INV1601振動與控制教學(xué)實驗系統(tǒng)實驗指導(dǎo)書
3. https://baike.baidu.com/item/%E8%BD%B4%E5%BF%83%E8%BD%A8%E8%BF%B9/5300685?fr=aladdin
來源：模態(tài)空間
作者：譚祥軍
什么是臨界頻帶？
當同時播放兩個幅值相近的純音時，如果二者頻差低于15Hz，會出現(xiàn)明顯的拍現(xiàn)象。出現(xiàn)拍的聲音信號幅值忽高忽低（幅值波動），此時人耳是分辨不出來這種頻差的。當頻差進一步提高，大于15Hz時，聽感逐漸從拍音變成一個音高不明確的不穩(wěn)定的聲音，此時實際上表現(xiàn)出粗糙特性。當頻差繼續(xù)增大到某一值時，兩個頻率從混合在一起變成可被人耳分離，但仍然有不平穩(wěn)的聽感。當頻差繼續(xù)增大，聽感轉(zhuǎn)變?yōu)槠椒€(wěn)。頻差增至某一值時，基底膜上的最大位移開始變?yōu)閮蓚€峰值位移時，聽覺系統(tǒng)就可以分辨出兩個頻率的純音信號，而不是兩個信號的混合，如圖5所示。聽覺系統(tǒng)覺察兩個純音從不平穩(wěn)可分離轉(zhuǎn)變?yōu)槠椒€(wěn)可分離的頻率差，對應(yīng)的帶寬為臨界帶寬，對應(yīng)的頻帶稱為臨界頻帶。臨界帶寬是人的主觀聽感突然發(fā)生明顯變化的頻率寬度。
圖5 不同的頻差表現(xiàn)出不同的特性
臨界頻帶也與聽覺的掩蔽效應(yīng)密切相關(guān)：當在同一臨界頻帶內(nèi)存在第二個強度更高的信號時，聲音信號的可聽性明顯降低。大致來說，臨界頻帶是音頻頻率的頻帶，在這個頻帶內(nèi)，第二個純音會通過聽覺掩蔽干擾第一個純音的感知。臨界頻帶的提出者弗萊徹就是利用掩蔽效應(yīng)來確定臨界帶寬的。他假設(shè)噪聲中有效掩蔽測試音的部分是其頻譜中靠近這個測試音的那部分。為了獲得相對值和絕對值，還做了以下假設(shè)：當這個測試音的功率和位于這個測試音附近產(chǎn)生掩蔽效應(yīng)的那部分噪聲頻譜的功率相同時，掩蔽就實現(xiàn)了；這個測試音附近頻譜之外的噪聲對掩蔽沒有貢獻。以這種方式定義的特征頻帶具有一定帶寬（臨界帶寬），當該測試音剛好被掩蔽時，在這個帶寬內(nèi)的測試音功率與噪聲頻譜的聲功率相同。
也可以利用閾值測量法來確定臨界頻帶和臨界帶寬。當帶寬小于臨界帶寬時，總聲壓級在靜音閾值(或掩蔽閾值)處保持恒定。帶寬高于臨界帶寬時，總聲壓增加，表明臨界帶寬以外的成分既對靜音閾值無貢獻，也對掩蔽閾值無貢獻。
展開 【9月13日項目接單】
【單號4947】
預(yù)算范圍：1000
使用軟件：ABAQUS
需求描述：復(fù)合材料板沖擊后由于缺陷等造成的層合板熱分布(與紅外熱成像儀所拍實驗現(xiàn)象對比)
立即搶單
【單號4944】
預(yù)算范圍：5000-20000
使用軟件： CATIA/SOLIDWORKS
需求描述：背景： 在kickstarter上有這樣一款懸浮背包： 這個是視頻鏈接：http://m.iqiyi.com/v_19rqysyu00.html 公司網(wǎng)站：https://www.hot-newtech.com/hoverglide/ 目標：希望設(shè)計一款減震器，能夠?qū)崿F(xiàn)視頻中的功能 時間：給出一個初步的方案1-3天，細節(jié)時間可以延長5-7天 （并不是很復(fù)雜的東西） 個人分析：應(yīng)該是采用了滑輪導(dǎo)軌+彈簧+阻尼的方案，能夠有效減輕對肩部的沖量。 基礎(chǔ)目標：實現(xiàn)垂直方向減震功能 設(shè)計方向（僅供設(shè)計師參考） 方案1：正面滑輪導(dǎo)軌+彈簧+阻尼 （類似于過山車） 方案2：側(cè)面滑輪導(dǎo)軌+彈簧+阻尼（類似于抽屜） 方案3：空氣彈簧、液壓、磁鐵 （請參考：自行車減震、汽車發(fā)動機蓋支撐桿） 理想目標（可詳談）： 1.實現(xiàn)萬向減震功能 方案1：xy 雙向滑輪導(dǎo)軌 方案2： 參考索尼PSP游戲機搖桿 2.能根據(jù)書包的重量調(diào)節(jié) 方案：旋鈕/行李箱密碼鎖 重量預(yù)估： 0-5kg 5-15kg 15-30kg 3. 計步，GPS等模塊，收集互聯(lián)網(wǎng)健康數(shù)據(jù)（主要考慮計步以及運動數(shù)據(jù)收集是否會比手環(huán)更精確，如果是，再考慮，如果不是，不做設(shè)計需求） 備注： 希望設(shè)計師懂passive control 希望能給一些部件的具體 系數(shù)（彈簧，阻尼，重量等） 希望是有成熟標準件（或比較容易制作的）方案，性價比高。
展開 為什么需要包絡(luò)分析？
在文章《什么是“拍”現(xiàn)象？》中，我們講到拍包括三個正弦分量：合成振動波的頻率為兩個簡諧波和頻的一半，拍頻為兩個簡諧波的差頻，包絡(luò)頻率為兩個簡諧波差頻的一半（實際上拍頻對應(yīng)的曲線也是一種包絡(luò)）。由于拍是兩個頻率非常接近的正弦波的疊加，對疊加后的時域信號進行FFT分析時，得到的頻譜只包含原始兩個正弦波的頻率成分，如圖1所示，得不到拍頻與包絡(luò)曲線的頻率，雖然從時域信號上可以看出存在包絡(luò)，但得不到包絡(luò)曲線對應(yīng)的頻率成分，特別是當信號包絡(luò)多個頻率成分時。
圖1 拍的時域信號與頻譜
另一方面，對于幅值調(diào)制而言，F(xiàn)FT分析時能得到以載波頻率為中心，以調(diào)制頻率為間隔的邊頻帶，如圖2所示，但直接得不到包絡(luò)曲線的頻率。另外，對于信號調(diào)制而言，很多情況下，都是既有幅值調(diào)制又有頻率調(diào)制的混合調(diào)制，除此之外，還存在很多其他頻率成分，如相關(guān)部件的固有頻率、嚙合頻率及軸頻的諧頻，這樣就使得邊頻帶極不規(guī)律，從而導(dǎo)致獲取邊頻帶的間隔頻率（調(diào)制頻率）帶來的很大的困難。
圖2 幅值調(diào)制后的時域波形和相應(yīng)的頻譜
對于存在局部缺陷的軸承而言，如某部件上的滑動和點蝕，會產(chǎn)生極短時尖銳的沖擊，這些沖擊將激起結(jié)構(gòu)共振，相應(yīng)的振動通過外部安裝在軸承座上的傳感器能測量到。每次遭遇一個局部缺陷產(chǎn)生的沖擊，測量到的振動信號將是按指數(shù)衰減的正弦振蕩。
展開 邱運鑫：貴州水城“7.23”大滑坡觀察側(cè)記
我多年一直有一個不變的習(xí)慣，那就是在在外出時在交通工具（汽車、火車、飛機）上從不睡覺，不做其他事情，照相機不離手，觀察所見到的地質(zhì)環(huán)境，看到有價值的地質(zhì)現(xiàn)象就拍下來保存，包括地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、地層巖性等等。我對我的學(xué)生也是這樣要求。因為幾十年的專業(yè)經(jīng)驗告訴我，地球上的地質(zhì)現(xiàn)象很多，都是我們學(xué)習(xí)研究的好素材，有許多是一生難見一次的地質(zhì)現(xiàn)象，一旦錯過，十分可惜。我的前半生由于條件的限制，沒有個人專用的影像記錄設(shè)備，因而錯失了太多太多的寶貴地質(zhì)現(xiàn)象記錄，甚為惋惜！
還需要說明，以下的地質(zhì)照片大多是我在轎車行進中透過車窗拍攝到的，由于車窗不干凈有一些污塊也被保留在照片上，請大家不要誤認為是照片內(nèi)容。
發(fā)耳地區(qū)地質(zhì)管見
1、地形地貌：水城發(fā)耳地區(qū)在六盤水市的南西部，地層主要為二疊系中統(tǒng)龍?zhí)睹合瞪啊⒛鄮r和石灰?guī)r構(gòu)成。發(fā)耳地區(qū)的地形標高在1200—1400m，屬于低中山地貌。地貌學(xué)對地形地貌有不同的分類，我認為現(xiàn)有的分類都存在不嚴謹?shù)膯栴}。發(fā)耳地區(qū)的地貌比較豐富多樣，我發(fā)現(xiàn)至少有以下四種地貌類型。
1.1高原地貌：主要分布于發(fā)耳地區(qū)的東北部。整體地形呈丘狀高突，比較平緩，地形起伏變化不大，坡度多小于25度，溝谷不多，且以縱向溝谷為主。
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