船舶振動測量規程的案例
測量振動 | 人體振動測量
人們很早就認識到，人體直接暴露在振動環境下所受的影響可能是非常嚴重的，振動可能導致視力模糊、失去平衡、注意力不集中等影響，在某些情況下，某些頻率和水平的振動甚至可能會對人體內部器官造成永久性傷害。
過去50年來，研究人員一直在收集有關振動手持式電動工具對生理影響的數據。在使用鏈鋸的林業工人中，“白手指”綜合癥很常見。“白手指”會造成血管和神經組織的逐漸退化，患者失去操縱能力和手部的感覺。
首次公布的有關振動與人體的國際標準是ISO2631-1978，它規定了人體最敏感的頻率范圍內1分鐘至12小時的暴露時間限制曲線，即1 Hz至80 Hz。該標準的更高版本包含更多詳細信息。
這些建議涵蓋整個人體在三個支撐表面受到振動的情況，即站立者的腳、坐著的人的臀部和躺下的人的支撐區域。
標準建議手持式電動工具手柄上的最大允許振動譜
三個嚴重性標準：
舒適度降低的邊界，適用于客運等領域
疲勞效率降低的邊界，與車輛駕駛員和機器操作員有關
暴露極限邊界，對健康有危險
有趣的是，在縱向方向上，即腳對頭，身體對4-8 Hz頻率范圍內的振動最敏感。在橫向方向上時，身體對頻率范圍為1-2 Hz的振動最敏感。
使用鋰電池供電的LAN-XI分析儀可用于測量振動運動對人體造成不適或損害的可能性。
展開 測量振動 | 解密關于振動測量的基本概念
振動參數幾乎都是按照ISO要求以公制單位測量的，這些參數如表所示。然而，重力常數“g”或更準確地說“gn”仍然廣泛用于加速度水平，盡管它不屬于國際標準單位制。幸運的是，該常數數值上接近10（9.80665）可將兩個單位聯系起來，如果2%的偏差可接受可以快速心算。
選擇加速度、速度或位移參數
通過檢測振動加速度，我們不會單獨依賴于該參數。我們可以將加速度信號轉換為
速度和位移
。大多數現代振動計都配備了測量所有三個參數的設備。
在進行單個寬頻帶振動測量的情況下，如果信號具有
許多頻率的分量
，則參數的選擇是重要的。位移測量將給予低頻分量較大的權重，相反，加速度測量給予高頻分量較大權重。
經驗表明，在10至1000Hz范圍內測量的振動速度的總RMS值給出了旋轉機器上振動嚴重程度的最佳指示。一個可能的解釋是給定的速度水平對應于給定的能量水平；從振動能量的觀點來看，低頻和高頻的振動同等地加權。實際上，許多機器的速度譜相當平坦。
進行窄帶頻率分析時，參數的選擇將僅反映在顯示屏或報告上。因此我們需要考慮影響參數選擇的實際考慮。選用頻譜最平坦的參數可以最好地利用儀器的動態范圍（可測量的最小值和最大值之間的差）。因此，通常選擇速度或加速度參數進行頻率分析。
因為加速度測量是可以充分顯示高頻振動分量，所以加速度傾向于用在需覆蓋高頻的情況下。
但要注意機械系統的可感知的位移通常只發生在低頻。因此，如果關注低頻，位移測量很重要。在考慮機器元件之間的小間隙時，振動位移也是一個重要的考慮參數。位移也常用作旋轉機器部件中不平衡的指標，因為相對大的位移通常發生在軸旋轉頻率處，該頻率也是平衡目的最感興趣的頻率。
展開 測量振動 | 環境對振動測量有哪些影響？
聲學噪聲
測量環境中的機械噪聲水平通常不足以導致振動測量中出現重大誤差。通常情況下，安裝加速度計的結構引起的振動遠大于空氣聲對加速度計的激勵。
橫向振動
壓電式加速度計對在與其主軸重合以外的方向上作用的振動很敏感。在垂直于主軸的橫向平面中，靈敏度小于主軸靈敏度的3％至5％（通常<2％）。由于橫向諧振頻率通常位于主軸諧振頻率的1/3左右，在存在高水平橫向振動的地方，應考慮這一因素。
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展開 測量振動 | 如何避免振動測量錯誤？如何為加速度計選擇安裝位置？
如何避免測量錯誤是測量振動時必須知曉的內容，本文簡要解釋了以下幾點：為避免因加速度計共振而出錯，該如何為加速度計選擇安裝位置，以及如何安裝。
加速度計安裝位置
安裝加速度計，應使所需的測量方向與其主靈敏度軸一致。加速度計對橫向振動也較敏感，但通常可以忽略這一點，因為橫向靈敏度通常小于主軸靈敏度的5%。
測量物體振動的原因
通常決定了測量點的位置。以圖中的軸承座為例，加速度測量用于監控軸和軸承的運行狀況，加速度計位置的響應應直接來源于軸承傳遞的振動。
加速度計"A"主要檢測來自軸承的振動信號，而非機器其他部件的振動，但加速度計"B"檢測到的軸承振動可能因路徑過長而改變，混有來自機器其他部件的信號。同樣，加速度計"D"的位置不如加速度計"C"的位置更直接。
另一個問題是，應該測量
問題機器部件的哪個方向
？沒有放之四海而皆準的規則，但以所示軸承為例，通過軸向和徑向方向（通常為預期剛度最低的方向）進行測量，可以獲取有價值的信息用于監測目的。
機械物體對強迫振動的響應是一個復雜的現象，人們可以預期，特別是在高頻率下，能夠測量到顯著的振動水平和頻譜，即使在同一機器部件上的相鄰測量點。
安裝加速度計
良好的安裝方法
是確保準確測量的關鍵之一。草率的安裝導致安裝共振頻率的下降，這會嚴重限制加速度計的使用頻率范圍。
理想的安裝是通過
螺紋螺柱安裝到平面
，如圖所示光滑的表面。在擰緊加速度計之前，將一層薄薄的潤滑脂涂在安裝表面上通常會提高安裝剛度，從而確保安裝的共振頻率接近規格。
機器上的
螺紋孔應足夠深
，避免螺柱進入加速度計底座。
展開 
船舶結構振動噪聲分析及其進展
船舶艙室噪聲主要對船員生理和心理的影響，如喚醒睡眠、妨礙交談、打斷思路、使人煩惱等。
船舶振動與噪聲的控制
對于船舶振動與噪聲控制，目前采用數值仿真的方法模擬船舶噪聲振動問題，主要基于有限元 (FEM)、邊界元 (BEM) 和統計能量分析 (SEA) 三種方法。
有限元方法是確定性的求解方法，用于低頻振動環境的預示，可以得到結構的整體模態參數。與邊界元方法結合可以預示結構的振動以及內外聲場的噪聲輻射強度。有限元方法雖然在理論上可以在任何頻率范圍內求解結構的振動和噪聲輻射問題，但是在求解高頻問題時，由于波長很小且模態密集，要準確求解需要網格精細程度足夠高（通常在一個波長范圍內需要6-10個單元），因此模型的規模會變得非常大，求解的時間變得非常的長，反而沒有了數值仿真高效的特點。
其次，由于結構的高階模態參數對許多不確定的原始參數以及許多結構細節非常的敏感，但是結構細節又不太好確定，使得有限元方法求解的精度大打折扣。另外，結構聲振分析既存在振動引起的噪聲輻射問題，又存在噪聲引起的結構振動問題，傳統的有限元方法在解決二者的耦合時比較困難。因此，有限元方法通常只是用于求解低頻振動噪聲環境的預示。而實際上船舶的振動與噪音的控制是機艙集控室采用剛性安裝的輕質五夾板內襯，其噪聲插入損失不超過20dB(A)。
展開 噪聲振動及測量方法
4.讀數方法和評價量
(1)本測量方法采用的儀器時間計權常數為1s。
(2)穩態振動：每個測點測量一次，取5s內的平均示數作為評價量。
(3)沖擊振動：取每次沖擊過程中的最大示數為評價量。對于重復出現的沖擊振動，以10次讀數的算術平均值為評價量。
(4)無規振動：每個測點等間隔地讀取瞬時示數。采樣間隔不大于5s，連續測量時間不少于1000 s，以測量數據的VLz10為評價量。
(5)鐵路振動：讀取每次列車通過過程中的最大示數，每個測點連續測量20次列車，以20次讀值的算術平均值為評價量。
5.測量位置及檢振器的安裝
(1)測量位置：測點置于各類區域建筑物室外0.5 m以內振動敏感處，必要時，測點置于建筑物室內地面中央。
(2)檢振器的安裝：確保檢振器平穩地安放在平坦、堅實的地面上。避免置于如地毯、草地、沙地或雪地等松軟的地面上。檢振器的靈敏度主軸方向應與測量方向一致。
6.測量條件
測量時振源應處于正常工作狀態，應避免足以影響環境振動測量值的其他環境因素，如劇烈的溫度梯度變化、強電磁場、強風、地震或其他非振動污染源引起的干擾。
展開 艦船設備振動噪聲測量方法
結論
測量單位測量場地、測量儀器的不同，測量人員對標準理解程度的高低，測量方法的不一致，都會導致測試結果存在著一定的差異性，不能有效評估被測設備振動噪聲特性的真實水平。本文僅從8個方面進行了探討，分析的還不夠全面，希望行業內測量人員提出寶貴的意見，共同為提高振動噪聲測量水平而努力。最后提出幾點建議供大家參考：
1）測量單位要加強測量人員的技術、技能培訓，考核合格方可授權上崗；
2）實驗室之間開展技術交流，組織參與實驗室之間的測量比對，參加授權/認可組織實施的振動噪聲測量項目的能力驗證；
3）測量儀器設備應根據測量頻繁度進行期間核查，以提高測量結果的準確度；
4）引入測量不確定度的評定，分析不確定度的來源，提高測量結果的準確性；
5）積極參加行業組織舉辦的技術培訓/研討會，加強測量人員對試驗標準的理解，加強船舶振動噪聲測量技術和方法的研究。
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展開 測量振動 | 壓電加速度計的特性
加速度計共振誤差
由于加速度計通常會在高頻端因為共振靈敏度大幅升高，因此其輸出將無法真實顯示這些高頻測量點處的振動。
在頻率分析振動信號時，人們可能以為很容易地識別由加速度計共振引起的高頻峰，因此往往忽略了它。這時，如果要獲取包括加速度計共振在內的整體寬帶讀數，同時要測量的振動在諧振頻率周圍的區域中也有分量，則會得出不準確的結果。
通過選擇頻率范圍盡可能寬的加速度計，然后使用低通濾波器（通常包含在振動計和前置放大器中）來消除由加速度計共振引起的不需要的信號，可以克服這個問題。
在測量僅限于低頻的情況下，可以使用機械濾波器消除高頻振動和加速度計共振效應，例如消除電子設備上的過載。它們由粘接在兩個安裝盤之間的彈性介質（通常是橡膠）組成，安裝在加速度計和安裝表面之間。它們通常會將上限頻率降低到0.5kHz至5kHz之間。
展開 振動測量與試驗分析
振動測量與試驗分析
振動測量與試驗分析.part1.rar
振動測量與試驗分析.part2.rar
旋轉機械振動測量知識
4
現場動平衡步驟
測量原始振動幅度和角度；
在各轉盤上的某個角度，加上試驗配重，測量振動幅度和角度；
使用影響系數法，計算原始的轉子偏心大小和角度；
在反方向上加上補償配重后，驗證測量及再平衡。
測試傳感器和安裝
1
測量位置和方向
旋轉振動，需要同時測量垂直的兩個方向，X和Y方向，X-Y圖。
2
非接觸振動測量
使用電渦流傳感器，對準旋轉部位，防止兩個電渦流傳感器太近引起相互干擾。
狀態監測與振動測量的方向怎么選擇？
（我們做振動分析的幾本信號都可以從位置信號計算得到。）
說到這里不難發現，X、Y、Z三個數值對于振動而言都是一個分量，其本質含義從性質上并無差異。當我們研究軸系統振動的時候，應該采取三個值中的哪個值呢？
如果單獨就一個質點而言，對于并無性質差異的三個分量，最嚴密的方法是將數值合成。由于工程條件限值，或者是測量點數限值，往往沒有測量三個點。此時，從工程角度，通常選擇影響最大的值，換言之就是數值最大的值。
但是對于軸系統而言，軸向往往和徑向具有不同的剛度，同時振動受周邊的影響不同。因此往往將軸向和徑向平面分開看。（從一般的振動分析可以看到，軸向偏大經常與軸系統連接有關。）
從上面分析可以看到，在對機械設備進行振動測量、監測的時候，如果能夠采集三個方向的振動，盡量采集三個方向。分析的時候最準確的方法是合成之后進行分析。
工程上，出于簡化目的，如果是軸系統，則將軸向和徑向分開，在徑向上可以選最大值進行記錄。最好可以將軸向數據也予以采取。
其中不難看出，其徑向上只要兩個測點位置相互垂直即可。只不過工程上經常采用徑向的水平、垂直兩個方向，便于標記和采集。
展開 
研究丨艦船設備振動噪聲測量方法
結論
測量單位測量場地、測量儀器的不同，測量人員對標準理解程度的高低，測量方法的不一致，都會導致測試結果存在著一定的差異性，不能有效評估被測設備振動噪聲特性的真實水平。本文僅從8個方面進行了探討，分析的還不夠全面，希望行業內測量人員提出寶貴的意見，共同為提高振動噪聲測量水平而努力。最后提出幾點建議供大家參考：
1）測量單位要加強測量人員的技術、技能培訓，考核合格方可授權上崗；
2）實驗室之間開展技術交流，組織參與實驗室之間的測量比對，參加授權/認可組織實施的振動噪聲測量項目的能力驗證；
3）測量儀器設備應根據測量頻繁度進行期間核查，以提高測量結果的準確度；
4）引入測量不確定度的評定，分析不確定度的來源，提高測量結果的準確性；
5）積極參加行業組織舉辦的技術培訓/研討會，加強測量人員對試驗標準的理解，加強船舶振動噪聲測量技術和方法的研究。
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展開 ProNas能量有限元方法在船舶中高頻振動噪聲分析預測的應用
本文以能量有限元理論為基礎，建立船舶能量有限元計算模型，采用國產自主商用軟件ProNas，對復雜激勵下船舶各艙室產生的中高頻結構噪聲及空氣噪聲進行仿真計算，得到船舶各艙室聲壓級，并利用ProNas后處理功能顯示激勵源及傳遞路徑處的能量分布云圖。據此，對不滿足噪聲目標的艙室進行聲學優化，最終解決了大型實際船舶工程的中高頻振動噪聲預測與控制問題。
關鍵詞： 能量有限元；船舶；中高頻振動噪聲；ProNas軟件；聲學優化
1. 引言
結構中高頻噪聲的控制一直以來都是各工業領域研究的重點與難點問題，相比其它工業產品，船舶結構復雜、艙內環境更加獨特[1]：船舶結構形式縱橫交錯，艙室眾多，噪聲誘因復雜，聲源品種繁多密集，噪聲強度較大；船舶結構中的振動噪聲問題基本都在中高頻范圍；結構噪聲與空氣噪聲可以相互轉化。以上這些特點，使得船舶噪聲控制起來十分困難。并且，國際海事組織（IMO）出于對船艇人員舒適性和健康的考慮，2014年簽訂生效的《船上噪聲等級規則》，對船上振動和噪聲指定了更嚴格的限制，與原有規則相比，要求居住區部分艙室聲壓級降低5dB(A)，這就要求船舶工程設計人員需要采取更加有效的控制手段來降低船舶噪聲。
目前，噪聲預測的理論體系相對完善，并已將理論應用于大量實際工程中。按激勵源頻率及具體工業產品，可將振動和噪聲的問題劃分為低頻、中頻及高頻。低頻結構的響應具有確定性，工程中常用的數值方法有：有限元法（FEM）、邊界元法（BEM）；理論上，上述兩種方法可計算任意結構、任意頻率下的振動場。
展開 設計仿真 | 直播預告-航天船舶行業結構隨機振動專題講座
隨機振動是航天、艦船、電科以及通用機械等行業的典型分析場景。關鍵設備在使用過程中要承受周邊環境各種復雜激勵引起的隨機振動，有時還要考慮預載以及非線性的情況。
本期海克斯康直播講堂請到了結構仿真高級專家冀溫凱，將帶來“航天船舶行業結構隨機振動”主題技術分享，展示MSC Nastran是如何直接進行隨機振動分析并進行預載荷隨機振動分析設置，更有復材應用案例輔以講解，趕快報名預約吧！
激光位移傳感器測量振動、位移
最高精度，線性度0.001%到0.1%，分辨率0.5nm到0.1mm
最大量程，130um-2000mm，最遠可測距離1mm到4000mm
最小尺寸，直徑6mm
最高采樣速度，2kHz到400kHz
最高可耐溫度，2200℃超高溫表面可測
應用
在線檢測
? 產品尺寸監控
? 平整度監控
? 玻璃/薄膜厚度測量
? 涂膠高度測量
? 翹曲度監控
位移測量
? 超聲電機\壓電驅動器
? 主軸跳動
? 仿生肌肉
形貌測量
? 沖壓\磨損形貌
? 板材厚度
? 材料熱變形
? 鋼軌形狀
? 路面平整度檢測
定位控制
? 機械臂定位
? 焊接控制
振動測試
? 振動臺試驗\風洞試驗
? 沖擊試驗
? 模態分析
上海思信科學儀器有限公司面向全國各大高校、科研單位提供檢測及實驗用高精密儀器。
主營產品包括：激光位移傳感器、色散共焦位移計、高速攝像機、紅外熱像儀、激光測振儀、光學形變測量儀、激光剪切散斑干涉儀；日本YAMATO實驗室通用設備、YAMAOT等離子刻蝕/清洗機、YAMAOT等離子灰化裝置、YAMAOT噴霧干燥機等；各種顯微鏡、內窺鏡。
電話：021-31177311
E-mail：sparkshi@think-foucus.com
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