振動(dòng)的案例
測(cè)量振動(dòng) | 解密關(guān)于振動(dòng)測(cè)量的基本概念
什么是振動(dòng)？
當(dāng)物體描述關(guān)于參考位置的振蕩運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體被稱(chēng)為振動(dòng)。一個(gè)完整的運(yùn)動(dòng)周期在一秒內(nèi)發(fā)生的次數(shù)稱(chēng)為頻率，以赫茲（Hz）為單位。
該運(yùn)動(dòng)可以由以
單個(gè)頻率出現(xiàn)的
單個(gè)分量
組成，例如與音叉一樣，或者由以
不同頻率同時(shí)出現(xiàn)的多個(gè)分量
組成，例如與內(nèi)燃機(jī)的活塞運(yùn)動(dòng)一起。
在實(shí)踐中，振動(dòng)信號(hào)通常由許多同時(shí)發(fā)生的頻率組成，因此我們不能僅通過(guò)觀察時(shí)間模式立即看出有多少分量以及它們發(fā)生在什么頻率。
這些分量可以通過(guò)
繪制振動(dòng)幅度與頻率的關(guān)系
來(lái)顯示。將振動(dòng)信號(hào)分解成各個(gè)頻率分量稱(chēng)為頻率分析，這種技術(shù)可被視為診斷振動(dòng)測(cè)量的基石。將振動(dòng)水平表示為頻率的函數(shù)的曲線圖稱(chēng)為
頻譜圖
。
當(dāng)對(duì)機(jī)器振動(dòng)做頻率分析時(shí)，我們通常會(huì)發(fā)現(xiàn)幾個(gè)顯著的周期頻率分量，這些頻率分量與機(jī)器各個(gè)部件的基本運(yùn)動(dòng)直接相關(guān)。因此，通過(guò)頻率分析，我們能夠追蹤到
不希望的振動(dòng)源
。
振動(dòng)從何而來(lái)？
在實(shí)際操作中，避免振動(dòng)是非常困難的。這通常是由于制造公差、間隙、機(jī)器部件之間的滾動(dòng)和摩擦接觸以及旋轉(zhuǎn)和往復(fù)構(gòu)件中的不平衡力的動(dòng)態(tài)效應(yīng)而發(fā)生的。通常，微小的不重要的振動(dòng)可以激發(fā)一些其他結(jié)構(gòu)部件的共振頻率，并被放大成主要的振動(dòng)和噪聲源。
不過(guò)，有些工作又需要利用機(jī)械振動(dòng)。例如，我們?cè)诓考o料機(jī)、混凝土壓實(shí)機(jī)、超聲波清潔槽、鑿巖機(jī)和打樁機(jī)中故意產(chǎn)生振動(dòng)。振動(dòng)試驗(yàn)機(jī)廣泛用于向產(chǎn)品和子組件施加受控水平的振動(dòng)能量，其中需要檢查它們的物理或功能響應(yīng)并確定它們對(duì)振動(dòng)環(huán)境的耐受性。
展開(kāi) 【機(jī)械】| 機(jī)械振動(dòng)的分類(lèi)及工程中的振動(dòng)問(wèn)題
機(jī)械振動(dòng)的分類(lèi)
1. 按產(chǎn)生振動(dòng)的原因進(jìn)行分類(lèi)
(1) 自由振動(dòng)
系統(tǒng)在去掉外加干擾力之后出現(xiàn)的振動(dòng)，這種振動(dòng)靠彈性力，慣性力和阻尼力來(lái)維持。振動(dòng)的頻率就是系統(tǒng)的固有頻率，因有阻尼力的存在，振動(dòng)將逐漸衰減，阻尼越大，衰減越快。如果系統(tǒng)無(wú)阻尼存在（理想狀態(tài)），則這種振動(dòng)稱(chēng)之為無(wú)阻尼自由振動(dòng)。無(wú)阻尼振動(dòng)是一種橫幅簡(jiǎn)諧振動(dòng)。
(2) 受迫振動(dòng)
在激勵(lì)力持續(xù)的作用下，系統(tǒng)被迫產(chǎn)生的振動(dòng)。振動(dòng)特征與外部激勵(lì)力的大小、方向和頻率有關(guān)。在簡(jiǎn)諧激勵(lì)力作用下，能夠同時(shí)激發(fā)以系統(tǒng)固有頻率為振動(dòng)頻率的自由振動(dòng)和以干擾頻率為振動(dòng)頻率的受迫振動(dòng)。其自由振動(dòng)部分將逐漸衰減，乃至消失，這時(shí)只剩下橫幅受迫振動(dòng)部分，即穩(wěn)態(tài)振動(dòng)響應(yīng)。
(3) 自激振動(dòng)
機(jī)械系統(tǒng)由于外部能量和系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)相耦合(即系統(tǒng)的非振蕩性能源通過(guò)反饋裝置)形成振蕩激勵(lì)所產(chǎn)生的振動(dòng)。當(dāng)振動(dòng)停止，振動(dòng)激勵(lì)隨之消失。振動(dòng)頻率接近系統(tǒng)的固有頻率。
2. 按振動(dòng)隨時(shí)間的變化規(guī)律分類(lèi)
(1) 簡(jiǎn)諧振動(dòng)
物體隨時(shí)間按正弦或者余弦函數(shù)規(guī)律變化的振動(dòng)。
(2) 非簡(jiǎn)諧振動(dòng)
系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)量值按一定時(shí)間間隔重復(fù)出現(xiàn)的非簡(jiǎn)諧振動(dòng)。可用諧波分析方法，將其分解為若干個(gè)簡(jiǎn)諧振動(dòng)之和。
(3) 隨機(jī)振動(dòng)
對(duì)未來(lái)任一一個(gè)給定時(shí)刻，物體運(yùn)動(dòng)量的瞬時(shí)值均不能根據(jù)以往的運(yùn)動(dòng)歷程預(yù)先加以確定的振動(dòng)，只能用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法來(lái)描述系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)規(guī)律。
3. 按振動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)分類(lèi)
(1) 線性振動(dòng)
系統(tǒng)的慣性力、阻尼力和彈性恢復(fù)力分別與加速度、速度、位移的一次方呈正比，能用常系數(shù)線性微分方程描述的振動(dòng)。能運(yùn)用疊加原理。
展開(kāi) 非線性振動(dòng)了解下 附非線性振動(dòng)劉延柱清晰版下載
非線性振動(dòng)簡(jiǎn)介
能用線性微分方程描述的振動(dòng)稱(chēng)為線性振動(dòng)，如前面所討論的簡(jiǎn)諧振動(dòng)、弱阻尼的諧受迫振動(dòng)等。不能用線性微分方程描述的振動(dòng)即稱(chēng)為非線性振動(dòng)。
從動(dòng)力學(xué)角度分析，發(fā)生非線性振動(dòng)的原因有兩個(gè)方面，即振動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)在的非線性因素和系統(tǒng)外部的非線性影響。
1. 內(nèi)在的非線性因素
振動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)部出現(xiàn)非線性恢復(fù)力，這是最直接的原因。例如，單擺（或復(fù)擺），當(dāng)擺角θ>5°時(shí)，非線性函數(shù)sinθ=θ - θ 3/3！+θ 5/5！- ···就不能近似簡(jiǎn)化為θ 的線性函數(shù)，這時(shí)系統(tǒng)的恢復(fù)力矩M=-mgl (θ - θ 3/3！+θ 5/5！- ···) 即為非線性的。又如彈簧振子，只有當(dāng)振子的位移較小時(shí)，恢復(fù)力才與位移成正比。當(dāng)位移較大時(shí)，即使仍在彈性形變的范圍，其恢復(fù)力與位移之間也將呈現(xiàn)出非線性關(guān)系，即F=-k1x - k2x 2 - k3x 3···。
振動(dòng)系統(tǒng)在非線性恢復(fù)力作用下，即使作無(wú)阻尼的自由振動(dòng)也不是簡(jiǎn)諧振動(dòng)，而是一種非線性振動(dòng)。
如果振動(dòng)系統(tǒng)的參量不能保持常數(shù)，例如描述系統(tǒng)“慣性”的物理量或擺長(zhǎng)之類(lèi)的參量不能保持常數(shù)，則形成參量振動(dòng)一類(lèi)的非線性振動(dòng)。如漏擺，其在擺動(dòng)過(guò)程中質(zhì)量m 和擺長(zhǎng)l 均在變化；而蕩秋千則是轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和擺長(zhǎng)均在變化的復(fù)擺。
自激振動(dòng)也是一種非線性振動(dòng)，產(chǎn)生這種非線性振動(dòng)的根本原因仍是系統(tǒng)本身內(nèi)在的非線性因素。
展開(kāi) 7月9-11日 直播+線下 | 結(jié)構(gòu)振動(dòng)、沖擊、碰撞計(jì)算、動(dòng)力優(yōu)化設(shè)計(jì)、振動(dòng)疲勞分析與振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)?zāi)M”專(zhuān)題
為了讓廣大分析人員更好地掌握結(jié)構(gòu)動(dòng)力設(shè)計(jì)與計(jì)算的技巧，弄清Ansys workbench動(dòng)力計(jì)算原理和操作技巧，特舉辦“結(jié)構(gòu)振動(dòng)、沖擊、碰撞計(jì)算、動(dòng)力優(yōu)化設(shè)計(jì)、振動(dòng)疲勞分析與振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)?zāi)M”專(zhuān)題培訓(xùn)。
本課程基于ANSYS經(jīng)典和Workbench平臺(tái)，針對(duì)各類(lèi)結(jié)構(gòu)的振動(dòng)、沖擊、碰撞強(qiáng)度問(wèn)題、動(dòng)力優(yōu)化問(wèn)題、振動(dòng)疲勞問(wèn)題和振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)?zāi)M問(wèn)題，給出有效的數(shù)值計(jì)算方案，并對(duì)多點(diǎn)激勵(lì)問(wèn)題、大質(zhì)量法、位移法和大剛度法的數(shù)值模擬技術(shù)等相關(guān)高級(jí)計(jì)算技術(shù)進(jìn)行探討。課程全面系統(tǒng)的講解各類(lèi)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的計(jì)算原理、Workbench不同動(dòng)力分析模塊的計(jì)算原理，設(shè)置方法和常見(jiàn)問(wèn)題的處理措施。通過(guò)原理解析、大量實(shí)例操作強(qiáng)化軟件應(yīng)用，提升設(shè)計(jì)人員提高解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力。
展開(kāi) 
結(jié)構(gòu)振動(dòng)、沖擊、碰撞計(jì)算、動(dòng)力優(yōu)化設(shè)計(jì)、振動(dòng)疲勞分析與振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)?zāi)M
3.2動(dòng)力設(shè)計(jì)分析方法（DDAM）
4、時(shí)域分析法
5、沖擊響應(yīng)譜轉(zhuǎn)時(shí)域載荷的方法
6、我國(guó)軍標(biāo)與德國(guó)軍標(biāo)中沖擊載荷的取用規(guī)則
工程實(shí)例-1：船用配電箱的沖擊響應(yīng)譜分析
工程實(shí)例-2：船用配電箱的DDAM分析
工程實(shí)例-3：沖擊載荷作用下船用配電箱的時(shí)程響應(yīng)計(jì)算
結(jié)構(gòu)振動(dòng)高級(jí)分析技術(shù)
1、非一致（多點(diǎn)）激勵(lì)問(wèn)題的模擬計(jì)算
2、基于加速度法的結(jié)構(gòu)振動(dòng)計(jì)算
3、基于位移法的結(jié)構(gòu)振動(dòng)計(jì)算
4、基于大質(zhì)量法的結(jié)構(gòu)振動(dòng)計(jì)算
5、基于大剛度法的結(jié)構(gòu)振動(dòng)計(jì)算
工程實(shí)例-1：質(zhì)量點(diǎn)-彈簧振動(dòng)系統(tǒng)的加速度法模擬
工程實(shí)例-2：質(zhì)量點(diǎn)-彈簧振動(dòng)系統(tǒng)的位移法模擬
工程實(shí)例-3：質(zhì)量點(diǎn)-彈簧振動(dòng)系統(tǒng)的大質(zhì)量法模擬
工程實(shí)例-4：質(zhì)量點(diǎn)-彈簧振動(dòng)系統(tǒng)的大剛度法模擬
工程實(shí)例-5：基于加速度法的高層建筑地震響應(yīng)模擬
工程實(shí)例-6：基于大質(zhì)量法的大跨剛構(gòu)橋地震非一致激勵(lì)動(dòng)力分析
工程實(shí)例-7：基于位移法的大跨度橋梁的地震非一致激勵(lì)動(dòng)力分析
結(jié)構(gòu)振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)?zāi)M技術(shù)
1、概述
2、振動(dòng)臺(tái)與結(jié)構(gòu)模型的連接
3、oct/min和dB/oct的含義及其在ANSYS中的定義方法
4、正弦定頻試驗(yàn)?zāi)M方法
5、正弦掃頻試驗(yàn)?zāi)M方法
6、隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)?zāi)M方法
7、沖擊試驗(yàn)?zāi)M方法
8、時(shí)域激勵(lì)振動(dòng)試驗(yàn)的模擬方法
工程實(shí)例-1：貨架結(jié)構(gòu)正弦掃頻的振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)?zāi)M
工程實(shí)例-2：核安全殼沖擊試驗(yàn)的大質(zhì)量法模擬
工程實(shí)例-3：電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池箱隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)仿真
工程實(shí)例-4：基于位移輸入的建筑縮尺模型振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)過(guò)程的時(shí)域仿真計(jì)算方法
結(jié)構(gòu)動(dòng)力優(yōu)化
1、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介
2、優(yōu)化設(shè)計(jì)中常用術(shù)語(yǔ)
展開(kāi) 可靠性工程師應(yīng)該了解的振動(dòng)試驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí) 附工程振動(dòng)基礎(chǔ)下載
振動(dòng)試驗(yàn)是評(píng)定元器件、零部件及整機(jī)在預(yù)期的運(yùn)輸及使用環(huán)境中的抵抗能力。
物體或質(zhì)點(diǎn)相對(duì)于平衡位置所作的往復(fù)運(yùn)動(dòng)叫振動(dòng)。振動(dòng)又分為正弦振動(dòng)、隨機(jī)振動(dòng)、復(fù)合振動(dòng)、掃描振動(dòng)、定頻振動(dòng)。描述振動(dòng)的主要參數(shù)有：振幅、速度、加速度。單頻正弦振動(dòng)頻率為f時(shí)，振幅單峰值為D，則其速度單峰值為 ，加速度單峰值為。
在現(xiàn)場(chǎng)或?qū)嶒?yàn)室對(duì)振動(dòng)系統(tǒng)的實(shí)物或模型進(jìn)行的試驗(yàn)。振動(dòng)系統(tǒng)是受振動(dòng)源激勵(lì)的質(zhì)量彈性系統(tǒng)，如機(jī)器、結(jié)構(gòu)或其零部件、生物體等。振動(dòng)試驗(yàn)是從航空航天部門(mén)發(fā)展起來(lái)的，現(xiàn)在已被推廣到動(dòng)力機(jī)械、 交通運(yùn)輸、建筑等各個(gè)工業(yè)部門(mén)及環(huán)境保護(hù)、勞動(dòng)保護(hù)方面，其應(yīng)用日益廣泛。振動(dòng)試驗(yàn)包括響應(yīng)測(cè)量、動(dòng)態(tài)特性參量測(cè)定、載荷識(shí)別以及振動(dòng)環(huán)境試驗(yàn)等內(nèi)容。
響應(yīng)測(cè)量
主要是振級(jí)的測(cè)量。為了檢驗(yàn)機(jī)器、結(jié)構(gòu)或其零部件的運(yùn)行品質(zhì)、安全可靠性以及確定環(huán)境振動(dòng)條件，必須在各種實(shí)際工況下，對(duì)振動(dòng)系統(tǒng)的各個(gè)選定點(diǎn)和選定方向進(jìn)行振動(dòng)量級(jí)的測(cè)定，并記錄振動(dòng)量值同時(shí)間變化的關(guān)系（稱(chēng)為時(shí)間歷程）。對(duì)周期振動(dòng)，主要測(cè)定振級(jí)（位移、速度、加速度或應(yīng)變的幅值或有效值）和振動(dòng)周期；對(duì)瞬態(tài)振動(dòng)和沖擊，主要測(cè)定位移或加速度的最大峰值和響應(yīng)持續(xù)時(shí)間;對(duì)平穩(wěn)隨機(jī)振動(dòng),主要測(cè)定力和響應(yīng)的時(shí)間歷程的均值和方差等；對(duì)非平穩(wěn)隨機(jī)振動(dòng)，可把時(shí)間劃分為許多小段，測(cè)定各小段內(nèi)時(shí)間歷程的均值和方差，找出它們同時(shí)間的關(guān)系，并以此作為振級(jí)的度量。
許多機(jī)器的振動(dòng)速度在很寬頻率范圍內(nèi)幾乎為常數(shù)，所以可用在機(jī)器上選定點(diǎn)測(cè)得的振動(dòng)速度的最大有效值作為機(jī)器振動(dòng)強(qiáng)烈程度（稱(chēng)為振動(dòng)烈度）的指標(biāo)。
為了設(shè)計(jì)和試制新機(jī)器或在改造舊機(jī)器時(shí)解決減振問(wèn)題，以及為了提高振動(dòng)機(jī)械的效率，必須了解系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性參量。動(dòng)態(tài)特性參量很多，對(duì)于線性系統(tǒng)，最常用的為模態(tài)參量，包括各階固有頻率、振型、模態(tài)質(zhì)量或模態(tài)剛度、模態(tài)阻尼比。
展開(kāi) 振動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)控制策略
這將盡可能地保護(hù)振動(dòng)臺(tái)不受損壞，如果不采取這些預(yù)防措施，振動(dòng)臺(tái)將被迫傳遞超過(guò)預(yù)期的推力或加速度量級(jí)，從而縮短其壽命。
【3月19-21日 線上+西安】結(jié)構(gòu)振動(dòng)、沖擊、碰撞計(jì)算、動(dòng)力優(yōu)化設(shè)計(jì)、振動(dòng)疲勞分析與振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)?zāi)M
1、概述
2、振動(dòng)臺(tái)與結(jié)構(gòu)模型的連接
3、基于加速度輸入的振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)?zāi)M技術(shù)
4、基于位移輸入的振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)?zāi)M技術(shù)
工程實(shí)例-1：基于加速度輸入的結(jié)構(gòu)振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)
工程實(shí)例-2：基于位移輸入的結(jié)構(gòu)振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)過(guò)程的時(shí)域仿真計(jì)算方法
結(jié)構(gòu)動(dòng)力優(yōu)化
1、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介
2、優(yōu)化設(shè)計(jì)中常用術(shù)語(yǔ)
3、結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法與計(jì)算設(shè)置原理
4、結(jié)構(gòu)動(dòng)力優(yōu)化原理
5、結(jié)構(gòu)動(dòng)力優(yōu)化的分析系統(tǒng)
工程實(shí)例-1：軸承結(jié)構(gòu)的振動(dòng)頻率和振動(dòng)響應(yīng)優(yōu)化計(jì)算
工程實(shí)例-2：通過(guò)動(dòng)力優(yōu)化設(shè)計(jì)提高多盤(pán)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的臨界轉(zhuǎn)速
結(jié)構(gòu)振動(dòng)疲勞壽命計(jì)算
1、隨機(jī)振動(dòng)疲勞背景
2、疲勞計(jì)算方法對(duì)比
3、S-N曲線的描述
4、疲勞累積損傷理論
5、基于頻域法的結(jié)構(gòu)振動(dòng)疲勞壽命分析原理
6、結(jié)構(gòu)隨機(jī)振動(dòng)疲勞壽命分析流程
7、基于WB-Ncode的振動(dòng)疲勞計(jì)算方法
工程實(shí)例-1：自行車(chē)前叉振動(dòng)疲勞壽命計(jì)算
備注
1、開(kāi)課前老師會(huì)針對(duì)學(xué)員反饋的技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行分析，對(duì)共性問(wèn)題在課堂中老師會(huì)與學(xué)員共同分析探討、個(gè)性問(wèn)題將在課下單獨(dú)交流。
展開(kāi) 振動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)：振動(dòng)可以分為哪些類(lèi)型
振動(dòng)系統(tǒng)是在振動(dòng)問(wèn)題中所研究的對(duì)象，如機(jī)器部件或工程結(jié)構(gòu)物等。一般包括：輸入、輸出和系統(tǒng)模型（或系統(tǒng)特性）。
振動(dòng)可以按照不同的方法進(jìn)行分類(lèi)，下面給出一些重要的分類(lèi)。
1
自由振動(dòng)與受迫振動(dòng)
系統(tǒng)受初始激勵(lì)后，不再受外界激勵(lì)的振動(dòng)（初始擾動(dòng)后任其自身振動(dòng)）稱(chēng)自由振動(dòng)，常見(jiàn)的單擺運(yùn)動(dòng)就是自由振動(dòng)的例子。
系統(tǒng)在外力作用下（通常是重復(fù)性的力）所作的振動(dòng)稱(chēng)為受迫振動(dòng)。例如柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中振動(dòng)，如果外力的頻率與系統(tǒng)固有頻率之一 一致，系統(tǒng)就會(huì)發(fā)生共振，振幅非常大。建筑結(jié)構(gòu)、橋梁、汽輪機(jī)、風(fēng)機(jī)葉片等損壞都與共振有關(guān)。
2
有阻尼振動(dòng)與無(wú)阻尼振動(dòng)
阻尼振動(dòng)是指，由于振動(dòng)系統(tǒng)受到摩擦和介質(zhì)阻力或其他能耗而使振幅隨時(shí)間逐漸衰減的振動(dòng)，又稱(chēng)減幅振動(dòng)、衰減振動(dòng)。不論是彈簧振子還是單擺由于外界的摩擦和介質(zhì)阻力總是存在，在振動(dòng)過(guò)程中要不斷克服外界阻力做功，消耗能量，振幅就會(huì)逐漸減小，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，振動(dòng)就會(huì)完全停下來(lái)，這種振幅隨時(shí)間減小的振動(dòng)稱(chēng)為阻尼振動(dòng)。因?yàn)檎穹c振動(dòng)的能量有關(guān)，阻尼振動(dòng)也就是能量不斷減少的振動(dòng)。阻尼振動(dòng)是非簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，阻尼振動(dòng)系統(tǒng)屬于耗散系統(tǒng)。
展開(kāi) 電機(jī)振動(dòng)噪聲的產(chǎn)生以及控制：振動(dòng)和噪聲的來(lái)源
通常在封閉式的電機(jī)中噪聲的形成不僅與機(jī)殼振動(dòng)強(qiáng)度有關(guān)，而且還與聲源的大小和輻射的波長(zhǎng)之間的關(guān)系有關(guān)，以及輻射表面的波節(jié)線分布情況有關(guān)，如果波長(zhǎng)大于噪聲源的尺寸，那么隨著輻射體尺寸的增加，輻射聲強(qiáng)也增大。在電機(jī)的振動(dòng)噪聲中有兩個(gè)特點(diǎn)特別重要，往往只要加以適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)，就可以取得明顯的防振降噪效果。一是轉(zhuǎn)子的平衡，電機(jī)轉(zhuǎn)子的不平衡能產(chǎn)生顯著的振動(dòng)，而是電機(jī)的安裝和連接，電機(jī)的安裝與連接好壞可以大大改變電機(jī)本身和與之相連的元件的振動(dòng)噪聲情況。
? 目前世界各國(guó)對(duì)電機(jī)振動(dòng)和噪聲研究主要集中在電磁力波的研究，定子振動(dòng)特性及聲學(xué)特性研究，軸承和電刷的制造和裝配工藝，冷卻風(fēng)扇的合理設(shè)計(jì)和選用，主要采用吸、隔、消的方法與措施。
振動(dòng)是噪聲的來(lái)源，電機(jī)的振動(dòng)與傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)形式不同，原理也不盡相同，因此對(duì)汽車(chē)動(dòng)力總成的影響也不同，電機(jī)的振動(dòng)噪聲對(duì)車(chē)輛的吸聲和隔聲要求與傳統(tǒng)車(chē)不同，動(dòng)力總成懸置的設(shè)計(jì)也不同。對(duì)振動(dòng)的控制要從了解電機(jī)的特性本身基礎(chǔ)上進(jìn)行控制。
展開(kāi) 可靠性振動(dòng)測(cè)試，深圳可靠性振動(dòng)實(shí)驗(yàn)室
振動(dòng)試驗(yàn)是仿真產(chǎn)品在運(yùn)輸(Transportation)、安裝(Installation)及使用(Use)環(huán)境中所遭遇到的各種振動(dòng)環(huán)境影響，振動(dòng)試驗(yàn)是模擬產(chǎn)品在運(yùn)輸、安裝及使用環(huán)境下所遭遇到的各種振動(dòng)環(huán)境影響，用來(lái)確定產(chǎn)品是否能承受各種環(huán)境振動(dòng)的能力。振動(dòng)試驗(yàn)是評(píng)定元器件、零部件及整機(jī)在預(yù)期的運(yùn)輸及使用環(huán)境中的抵抗能力.
環(huán)境振動(dòng)測(cè)試中振動(dòng)測(cè)量包括兩類(lèi)： 一是對(duì)引起噪聲輻射的物體振動(dòng)測(cè)量； 二是對(duì)環(huán)境振動(dòng)測(cè)量。 最常使用振動(dòng)方式可分為正弦振動(dòng)及隨機(jī)振動(dòng)兩種。正弦振動(dòng)是實(shí)驗(yàn)室中經(jīng)常采用的試驗(yàn)方法，以模擬旋轉(zhuǎn)、脈動(dòng)、震蕩（在船舶、飛機(jī)、車(chē)輛、空間飛行器上所出現(xiàn)的）所產(chǎn)生的振動(dòng)以及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)共振頻率分析和共振點(diǎn)駐留驗(yàn)證為主，其又分為掃頻振動(dòng)和定頻振動(dòng)兩種，其嚴(yán)苛程度取決于頻率范圍、振幅值、試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間。隨機(jī)振動(dòng)則以模擬產(chǎn)品整體性結(jié)構(gòu)耐震強(qiáng)度評(píng)估以及在包裝狀態(tài)下的運(yùn)送環(huán)境，其嚴(yán)苛程度取決于頻率范圍、GRMS、試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間和軸向。
物體或質(zhì)點(diǎn)相對(duì)于平衡位置所作的往復(fù)運(yùn)動(dòng)叫振動(dòng)。振動(dòng)又分為正弦振動(dòng)、隨機(jī)振動(dòng)、復(fù)合振動(dòng)、掃描振動(dòng)、定頻振動(dòng)。描述振動(dòng)的主要參數(shù)有：振幅、速度、加速度。單頻正弦振動(dòng)頻率為f時(shí)，振幅單峰值為D，則其速度單峰值為 ，加速度單峰值為。
在現(xiàn)場(chǎng)或?qū)嶒?yàn)室對(duì)振動(dòng)系統(tǒng)的實(shí)物或模型進(jìn)行的試驗(yàn)。振動(dòng)系統(tǒng)是受振動(dòng)源激勵(lì)的質(zhì)量彈性系統(tǒng)，如機(jī)器、結(jié)構(gòu)或其零部件、生物體等。振動(dòng)試驗(yàn)是從航空航天部門(mén)發(fā)展起來(lái)的， 現(xiàn)在已被推廣到動(dòng)力機(jī)械、 交通運(yùn)輸、建筑等各個(gè)工業(yè)部門(mén)及環(huán)境保護(hù)、勞動(dòng)保護(hù)方面，其應(yīng)用日益廣泛。振動(dòng)試驗(yàn)包括響應(yīng)測(cè)量、動(dòng)態(tài)特性參量測(cè)定、載荷識(shí)別以及振動(dòng)環(huán)境試驗(yàn)等內(nèi)容。
振動(dòng)測(cè)試 的目的，是在于實(shí)驗(yàn)中做一連串可控制的振動(dòng)模擬，測(cè)試產(chǎn)品在壽命周期中，是否能承受運(yùn)送或振動(dòng)環(huán)境因素的考驗(yàn)，也能確定產(chǎn)品設(shè)計(jì)及功能的要求標(biāo)準(zhǔn)。
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測(cè)量振動(dòng) | 人體振動(dòng)測(cè)量
人們很早就認(rèn)識(shí)到，人體直接暴露在振動(dòng)環(huán)境下所受的影響可能是非常嚴(yán)重的，振動(dòng)可能導(dǎo)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(dòng)甚至可能會(huì)對(duì)人體內(nèi)部器官造成永久性傷害。
過(guò)去50年來(lái)，研究人員一直在收集有關(guān)振動(dòng)手持式電動(dòng)工具對(duì)生理影響的數(shù)據(jù)。在使用鏈鋸的林業(yè)工人中，“白手指”綜合癥很常見(jiàn)。“白手指”會(huì)造成血管和神經(jīng)組織的逐漸退化，患者失去操縱能力和手部的感覺(jué)。
首次公布的有關(guān)振動(dòng)與人體的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)是ISO2631-1978，它規(guī)定了人體最敏感的頻率范圍內(nèi)1分鐘至12小時(shí)的暴露時(shí)間限制曲線，即1 Hz至80 Hz。該標(biāo)準(zhǔn)的更高版本包含更多詳細(xì)信息。
這些建議涵蓋整個(gè)人體在三個(gè)支撐表面受到振動(dòng)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(qū)域。
標(biāo)準(zhǔn)建議手持式電動(dòng)工具手柄上的最大允許振動(dòng)譜
三個(gè)嚴(yán)重性標(biāo)準(zhǔn)：
舒適度降低的邊界，適用于客運(yùn)等領(lǐng)域
疲勞效率降低的邊界，與車(chē)輛駕駛員和機(jī)器操作員有關(guān)
暴露極限邊界，對(duì)健康有危險(xiǎn)
有趣的是，在縱向方向上，即腳對(duì)頭，身體對(duì)4-8 Hz頻率范圍內(nèi)的振動(dòng)最敏感。在橫向方向上時(shí)，身體對(duì)頻率范圍為1-2 Hz的振動(dòng)最敏感。
使用鋰電池供電的LAN-XI分析儀可用于測(cè)量振動(dòng)運(yùn)動(dòng)對(duì)人體造成不適或損害的可能性。
展開(kāi) 關(guān)于隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)的探討 附隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)應(yīng)用技術(shù)胡志強(qiáng)下載
隨機(jī)振動(dòng)是隔振器在選型時(shí)經(jīng)常會(huì)遇到的一種振動(dòng)類(lèi)型。現(xiàn)實(shí)中隨機(jī)振動(dòng)到處可見(jiàn)，如車(chē)輛在路面上行駛時(shí)，路面產(chǎn)生的振動(dòng)就是一種很典型的隨機(jī)振動(dòng)；除此之外，還有高鐵在軌道上行駛時(shí)的振動(dòng)，高層建筑在陣風(fēng)或地震作用下發(fā)生的振動(dòng);飛機(jī)在飛行時(shí)的振動(dòng)；船舶在波浪中的振動(dòng)都是隨機(jī)振動(dòng)。很多國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)設(shè)備以及隔振器的可靠性和疲勞壽命的驗(yàn)證也是通過(guò)隨機(jī)振動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
隨機(jī)振動(dòng)是指任意時(shí)刻的振動(dòng)大小不能預(yù)先確定，其波形隨時(shí)間的變化沒(méi)有規(guī)律的振動(dòng)，無(wú)法用確定性函數(shù)表示。隨機(jī)振動(dòng)的單次試驗(yàn)結(jié)果有不確定性和不重復(fù)性，但相同條件下的多次試驗(yàn)卻有內(nèi)在的統(tǒng)計(jì)規(guī)律。一般要用概率統(tǒng)計(jì)的方法進(jìn)行描述。
圖1 隨機(jī)振動(dòng)波形
隨機(jī)振動(dòng)也可以認(rèn)為是由無(wú)數(shù)個(gè)正弦振動(dòng)組成的，但是這些正弦振動(dòng)的頻率不是離散的，而是在一定范圍內(nèi)連續(xù)分布，通常用功率譜密度（PSD）、均方根值（或稱(chēng)有效值）來(lái)表達(dá)。
在隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)中常給出加速度譜密度曲線（PSD曲線）或頻譜，并以此為輸入進(jìn)行隨機(jī)振動(dòng)控制試驗(yàn)，如圖2所示。加速度密度譜PSD表示隨機(jī)信號(hào)通過(guò)中心頻率的均方值，并無(wú)實(shí)際現(xiàn)實(shí)意義。總的加速度均方值表示總振級(jí)，既總能量。
圖2 PSD曲線及頻譜
在實(shí)際的隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)中，通常根據(jù)產(chǎn)品的使用環(huán)境來(lái)選擇相應(yīng)的振動(dòng)量級(jí)進(jìn)行試驗(yàn)，但是對(duì)于兩個(gè)不同的隨機(jī)振動(dòng)，哪個(gè)振動(dòng)量級(jí)更高，對(duì)產(chǎn)品來(lái)說(shuō)振動(dòng)更嚴(yán)苛，可以通過(guò)計(jì)算總的加速度均方根值（有效值）來(lái)比較。
影響振動(dòng)臺(tái)的幾個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)
隨機(jī)振動(dòng)臺(tái)是進(jìn)行隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)的必要載體，振動(dòng)臺(tái)的一些關(guān)鍵指標(biāo)決定了能否實(shí)現(xiàn)預(yù)定試驗(yàn)的能力：
試驗(yàn)推力：試驗(yàn)推力對(duì)試驗(yàn)起著決定性的作用，所需推力超過(guò)額定推力則試驗(yàn)不能進(jìn)行，但是推力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于額定推力，容易造成資源浪費(fèi)。
展開(kāi) 多旋翼無(wú)人機(jī)的振動(dòng)實(shí)驗(yàn)和仿真分析
圖3 小型多旋翼無(wú)人機(jī)部分模態(tài)云圖
3 實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析
本節(jié)主要對(duì)小型四旋翼無(wú)人機(jī)關(guān)鍵部件的振動(dòng)源和振動(dòng)分析，特別是作用在電機(jī)支架上的振動(dòng)信息，以及臂與機(jī)身的連接點(diǎn)。為了準(zhǔn)確獲取無(wú)人機(jī)振動(dòng)信息，本研究使用了以下測(cè)量設(shè)備：(1)Polytec PSV-500 SCANNING HEAD掃描激光振動(dòng)儀；(2)ADXL355三軸加速度傳感器。掃描式激光振動(dòng)儀頻率范圍0～25 MHz，最大速度±30 m/s，工作距離0.125～50 m；三軸加速度傳感器頻率范圍為0.1～2000 Hz，加速度范圍為±40 G，兩種傳感器都能滿足測(cè)量需求。實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景和裝置如圖4所示。
在第一組實(shí)驗(yàn)中，我們以驅(qū)動(dòng)螺旋槳的電機(jī)作為振動(dòng)源，啟動(dòng)無(wú)人機(jī)保持45%油門(mén)，在穩(wěn)定狀態(tài)下測(cè)量對(duì)應(yīng)點(diǎn)的振動(dòng)，如圖5所示。在這種情況下，振動(dòng)源直接影響第1位置測(cè)量點(diǎn)，這1測(cè)量點(diǎn)可以簡(jiǎn)化為于工作條件下作用于無(wú)人機(jī)的振動(dòng)源F，而點(diǎn)2和3是機(jī)臂上的響應(yīng)點(diǎn)，分別位于機(jī)臂中部，機(jī)臂與機(jī)身的連接處。振動(dòng)傳遞函數(shù)H可由式（4）計(jì)算。從圖5可以看出，多旋翼無(wú)人機(jī)機(jī)臂上不同位置的振動(dòng)模態(tài)幾乎相同，并且振動(dòng)隨著遠(yuǎn)離振動(dòng)源而快速衰減，測(cè)量點(diǎn)3的振動(dòng)水平比測(cè)量點(diǎn)1的振動(dòng)水平衰減了接近40%，這說(shuō)明碳纖維管材料具有較強(qiáng)的振動(dòng)衰減能力。從圖5中可看出，機(jī)臂的主要振動(dòng)模態(tài)分布在68 Hz、155 Hz和205 Hz，且205 Hz為主要振動(dòng)模態(tài)。
圖4 實(shí)驗(yàn)測(cè)量裝置和實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景
圖5 激光測(cè)振儀測(cè)量3個(gè)位置點(diǎn)振動(dòng)
由于配置限制，激光測(cè)振儀只能測(cè)量一個(gè)方向的振動(dòng)，所以我們還用了三軸加速度計(jì)來(lái)采集振動(dòng)數(shù)據(jù)，加速度計(jì)安裝在1、3位置點(diǎn)的背面。由圖6可以看出，z軸方向振動(dòng)最強(qiáng)，而y軸方向振動(dòng)最弱。這是因?yàn)?em>振動(dòng)源安裝在z軸方向，能量是由z軸方向傳遞到無(wú)人機(jī)其他地方的，所以z軸方向振動(dòng)最大。
展開(kāi) 細(xì)說(shuō)振動(dòng)位移、速度、加速度
在軸承的狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷中，經(jīng)常會(huì)使用振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行分析。振動(dòng)分析常用的量包括振動(dòng)的位移、振動(dòng)的速度和振動(dòng)的加速度。
在以前的文章中我們介紹過(guò)振動(dòng)位移、速度、加速度信號(hào)在進(jìn)行振動(dòng)分析中的選擇及其原則。事實(shí)上，只要了解這三者的本質(zhì)含義和差異，那么這些對(duì)應(yīng)的選擇問(wèn)題就迎刃而解了。因此本文從振動(dòng)的位移、速度、加速度的含義和關(guān)系方面進(jìn)行一定的介紹。
振動(dòng)位移、速度、加速度的定義以及關(guān)系
上圖為一個(gè)簡(jiǎn)單振動(dòng)的示意圖，我們用這個(gè)圖來(lái)說(shuō)明一些概念。
首先，假設(shè)某質(zhì)點(diǎn)初始位置為橫軸上某個(gè)位置，當(dāng)振動(dòng)開(kāi)始之后，質(zhì)點(diǎn)在任意時(shí)刻距離在振動(dòng)方向上和初始位置之間的距離差A(yù)就是位移。質(zhì)點(diǎn)到達(dá)這個(gè)位置所有時(shí)間t，那么此時(shí)這個(gè)質(zhì)點(diǎn)的速度就是A對(duì)t的微分。同樣的邏輯，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度對(duì)于時(shí)間的微分就是振動(dòng)的加速度。相反的，振動(dòng)的加速度是振動(dòng)速度對(duì)時(shí)間的積分，振動(dòng)的速度是振動(dòng)位移對(duì)時(shí)間的積分。
上面的圖是這個(gè)振動(dòng)的時(shí)域圖，不難發(fā)現(xiàn)，這個(gè)振動(dòng)中，質(zhì)點(diǎn)距離原始點(diǎn)最大的距離A是正弦波的幅值。這個(gè)質(zhì)點(diǎn)在通過(guò)0位置的時(shí)候，速度達(dá)到最大值。質(zhì)點(diǎn)在前一個(gè)峰值的地方，達(dá)到加速的最大值。換言之就是振動(dòng)的速度超前位移90°，振動(dòng)的加速度超前速度90°。
振動(dòng)位移為什么用峰峰值？
從前面的定義可以看出，振動(dòng)的位移是振動(dòng)中質(zhì)點(diǎn)距離初始位置之間的距離。在整個(gè)時(shí)域中，振動(dòng)的位置不斷變化，每時(shí)每刻都有一個(gè)位移值。其中，質(zhì)點(diǎn)距離初始位置最遠(yuǎn)的距離，對(duì)于機(jī)械設(shè)備來(lái)說(shuō)，在整個(gè)振動(dòng)所有位移值中，是影響最大的。同時(shí)對(duì)于一個(gè)振動(dòng)而言，設(shè)備經(jīng)歷的最大變形量是兩個(gè)峰值之間的距離，也就是這個(gè)振動(dòng)位移量的峰峰值。在上圖的振動(dòng)波形中就是橫軸兩側(cè)，振動(dòng)幅值的絕對(duì)值之和。設(shè)備經(jīng)歷振動(dòng)的最大變形量對(duì)設(shè)備自身的影響最大，因此在對(duì)振動(dòng)進(jìn)行位移值測(cè)量的時(shí)候，一般取峰峰值。
振動(dòng)的速度為什么用有效值？
展開(kāi) 振動(dòng)的相關(guān)專(zhuān)題、標(biāo)簽、搜索
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