振動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)及測(cè)試系統(tǒng)開發(fā)開題報(bào)告.doc

畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告題目名稱振動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)及測(cè)試系統(tǒng)開發(fā)題目類別畢業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)院（系）機(jī)械工程學(xué)院專業(yè)班級(jí)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化學(xué)生姓名李一芳指導(dǎo)教師張強(qiáng)輔導(dǎo)教師張強(qiáng)日期2005.04.05振動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)及測(cè)試系統(tǒng)開發(fā)開題報(bào)告學(xué)生：李一芳，機(jī)械工程學(xué)院指導(dǎo)教師：張強(qiáng)，機(jī)械工程學(xué)院1題目來源及類型題目名稱：振動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)及測(cè)試系統(tǒng)開發(fā)。題目來源：實(shí)驗(yàn)室建設(shè)。題目類別：畢業(yè)設(shè)計(jì)。2研究目的與意義研究振動(dòng)的目的及意義在于摸清振動(dòng)規(guī)律,知道機(jī)械結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì),對(duì)設(shè)備的振動(dòng)進(jìn)行預(yù)測(cè)或進(jìn)行振動(dòng)控制,以保證機(jī)械設(shè)備具有良好的動(dòng)態(tài)特性和良好的環(huán)境適應(yīng)性,以提高機(jī)械設(shè)備的總體性能和總體水平.振動(dòng)試驗(yàn)的目的及意義在于確定所設(shè)計(jì)、制造的機(jī)器、構(gòu)件在運(yùn)輸和使用過程中承受外來振動(dòng)或者自身產(chǎn)生的振動(dòng)而不至破壞，并發(fā)揮其性能、達(dá)到預(yù)定壽命的可靠性。隨著對(duì)產(chǎn)品，尤其是航空航天產(chǎn)品可靠性要求的提高，作為可靠性試驗(yàn)關(guān)鍵設(shè)備的振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)的發(fā)展顯得越來越重要。振動(dòng)測(cè)量的目的及意義是隨著生產(chǎn)及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,越來越多的餓震動(dòng)課題要求人們?nèi)パ芯拷鉀Q,以達(dá)到減小不利震動(dòng),利用有益振動(dòng)為人類服務(wù)的目的.振動(dòng)量測(cè)就是通過實(shí)測(cè)手段對(duì)振動(dòng)進(jìn)行分析研究的方法,它是振動(dòng)科學(xué)的一個(gè)重要組成部分.工程中常遇到的需進(jìn)行振動(dòng)試驗(yàn)的課題有:1測(cè)定結(jié)構(gòu)在實(shí)際工作時(shí)振動(dòng)水平(幅值,頻率)及性狀(振動(dòng)特點(diǎn)).2對(duì)實(shí)際結(jié)構(gòu)或模型進(jìn)行振動(dòng)的試驗(yàn)研究采用激振手段對(duì)實(shí)際結(jié)構(gòu)或模型進(jìn)行試驗(yàn),用以測(cè)定系統(tǒng)的振動(dòng)特性參數(shù).如系統(tǒng)的固有頻率,振型,阻尼系數(shù)以及廣義質(zhì)量,廣義剛度等；對(duì)計(jì)算方法進(jìn)行考核驗(yàn)證；模型試驗(yàn)可以用來對(duì)各種設(shè)計(jì)方案進(jìn)行比較.有時(shí)通過振動(dòng)測(cè)量還可以修正理論上無法考慮到的因數(shù)或克服理論上難以克服的困難.3模擬振動(dòng)條件進(jìn)行環(huán)境試驗(yàn),某些特殊的產(chǎn)品必須考慮受到振動(dòng)或沖擊后的影響在振動(dòng)環(huán)境下能否正常工作等等,均需要進(jìn)行試驗(yàn)后才能給出答案.試驗(yàn)可在不同路面上進(jìn)行實(shí)地運(yùn)輸試驗(yàn)或更多的是在振動(dòng)臺(tái)上進(jìn)行環(huán)境實(shí)驗(yàn).4標(biāo)定實(shí)驗(yàn),即對(duì)振動(dòng)測(cè)試用的一起設(shè)備進(jìn)行各種參數(shù)的標(biāo)定,以確定儀器的使用范圍及靈敏度等參數(shù).5鑒于試驗(yàn)研究工作具有直觀可靠等優(yōu)越性,所以進(jìn)行了各種試驗(yàn)方法的迅速發(fā)展.而所有振動(dòng)試驗(yàn)理論及試驗(yàn)方法的研究都離不開振動(dòng)試驗(yàn)工作.在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中我主要研究的是用于教學(xué)用的機(jī)械振動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)及其測(cè)試系統(tǒng)。任何力學(xué)系統(tǒng)都既有震動(dòng)的能力；任何機(jī)械、機(jī)構(gòu)、零件及其組成部分都會(huì)產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)。在生產(chǎn)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)中，機(jī)械振動(dòng)是普遍存在的現(xiàn)象。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)機(jī)械振動(dòng)的研究和振動(dòng)測(cè)試的研究提出了更高的要求。為了研究與認(rèn)識(shí)振動(dòng)，進(jìn)而控制振動(dòng)與測(cè)試振動(dòng)，首先必須區(qū)分振動(dòng)的不同類別，掌握表征各類振動(dòng)的振動(dòng)量的方法與平定指標(biāo)。近代工程技術(shù)的飛躍發(fā)展，特別是航空、航天、海洋工程等技術(shù)的發(fā)展，必須對(duì)振動(dòng)進(jìn)行預(yù)測(cè)、采集、并實(shí)時(shí)處理在運(yùn)行過程中的載荷數(shù)據(jù)的響應(yīng)數(shù)據(jù)，對(duì)大型結(jié)構(gòu)系統(tǒng)進(jìn)行振動(dòng)和噪聲分析，對(duì)可能產(chǎn)生的過大振動(dòng)事先加以避免或進(jìn)行控制以確保安全，經(jīng)濟(jì)合理。因而振動(dòng)信號(hào)采集和處理、系統(tǒng)辯識(shí)、振動(dòng)和噪聲控制、環(huán)境預(yù)測(cè)等新分支迅速發(fā)展。人們正在戰(zhàn)勝地震的威脅，促使振動(dòng)工程得到迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，成為各行各業(yè)都密切關(guān)注的問題。振動(dòng)測(cè)試技術(shù)作為解決工程振動(dòng)問題的一種有效手段，早已被人們所利用。在近二十多年來，隨著科技、生產(chǎn)的發(fā)展，震動(dòng)測(cè)試無論字理論上或應(yīng)用上都產(chǎn)生了令人矚目的深刻變化。電子即使和傳感器技術(shù)的進(jìn)展，大大加強(qiáng)了振動(dòng)測(cè)試的功能，提高另外測(cè)量的精度和速度。各種新型振動(dòng)傳感器的相繼問世，使得過去難度較大的振動(dòng)測(cè)量都得以實(shí)現(xiàn)。由于計(jì)算機(jī)的普遍推廣應(yīng)用，使得振動(dòng)測(cè)量技術(shù)進(jìn)入了一個(gè)新時(shí)期。在這一時(shí)期，各種基于數(shù)字信號(hào)處理原理的頻率分析儀及其它一微處理器為核心的多功能信號(hào)分析儀器大量涌現(xiàn)，從而大大加強(qiáng)了對(duì)振動(dòng)型號(hào)的時(shí)域及頻域分析功能。在這一基礎(chǔ)上，為適應(yīng)結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性研究的需要，結(jié)構(gòu)的振動(dòng)模態(tài)參數(shù)試驗(yàn)分析原理及參數(shù)識(shí)別技術(shù)得到迅速發(fā)展，從而使振動(dòng)試驗(yàn)研究直接為動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)及振動(dòng)強(qiáng)度校核提供重要依據(jù)。3閱讀的主要參考文獻(xiàn)及資料名稱1胡時(shí)岳、朱繼海，機(jī)械振動(dòng)與沖擊測(cè)試技術(shù)，科學(xué)出版社，19832浙江大學(xué)精密機(jī)械教研室振動(dòng)測(cè)試和分析，19803北村恒二日，噪聲和振動(dòng)測(cè)試技術(shù)，陸世鑫譯，機(jī)械工業(yè)出版社，19854布歇爾，R.R.美，沖擊與振動(dòng)傳感器的校準(zhǔn)，杜德昌譯，計(jì)量出版社，19845機(jī)械工程手冊(cè)編委會(huì)，機(jī)械工程手冊(cè)第21篇機(jī)械振動(dòng)，機(jī)械工業(yè)出版社,19786嚴(yán)普強(qiáng)、黃長(zhǎng)藝，機(jī)械工程測(cè)試基礎(chǔ)，機(jī)械工業(yè)出版社，19857黃長(zhǎng)藝、盧文祥，機(jī)械制造中的測(cè)試技術(shù)，機(jī)械工業(yè)出版社，19818鄭兆昌（主編），機(jī)械振動(dòng)上、中冊(cè)，機(jī)械工業(yè)出版社，1980（上冊(cè)），1986（中冊(cè)）9悉德昌、趙欽淼，振動(dòng)臺(tái)及振動(dòng)實(shí)驗(yàn)，機(jī)械工業(yè)出版社，198510南京航空學(xué)院、北京航空學(xué)院，國(guó)防工業(yè)出版社，198011莊表中、劉明杰，高等教育出版社，198912袁希光（主編），國(guó)防工業(yè)出版社，198613李方澤、劉馥清、王正，高等教育出版社，199214張思（主編），清華大學(xué)出版社，199215吳三靈(主編),兵器工業(yè)出版社,199316吳福光,蔡承武,徐兆,高等教育出版社,198717張世基(主編),北京航空航天大學(xué)出版社,199018吳淇泰,浙江大學(xué)出版社,198919莊表中,黃志強(qiáng),科學(xué)出版社,198520劉允嘉,楊本法,上海交通大學(xué)出版社,198721梁德沛,重慶大學(xué)出版社,198722倪振華,西安交通大學(xué)出版社,198923石,同濟(jì)大學(xué)出版社,19904國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)與研究的主攻方向4.1、國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀：對(duì)許多人來說，振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)是一個(gè)冷僻的專業(yè)詞匯，恐怕大部分人不知其為何物。實(shí)際上，振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)應(yīng)用范圍極廣，大到火箭制造，小到餅干的生產(chǎn)，都需要做振動(dòng)試驗(yàn)。這樣一種被廣泛使用的關(guān)鍵設(shè)備，過去很長(zhǎng)一段時(shí)間，由于受多種技術(shù)的制約，我國(guó)所使用的振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)大多一直依靠國(guó)外進(jìn)口。20世紀(jì)70年代，在國(guó)內(nèi)，振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)有“1噸推力1噸金”之說，進(jìn)口1臺(tái)1噸級(jí)的振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)需要花費(fèi)價(jià)值1噸黃金的代價(jià)。而且，歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家長(zhǎng)期以來都對(duì)中國(guó)實(shí)行中高端技術(shù)與產(chǎn)品的禁運(yùn)。以前，這些國(guó)家對(duì)中國(guó)禁運(yùn)1噸以上的電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)，時(shí)至今日，5噸以上推力的電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)仍被禁止運(yùn)到中國(guó)銷售，不僅振動(dòng)臺(tái)的心臟部件不允許進(jìn)入中國(guó)，哪怕一個(gè)光標(biāo)都不允許中國(guó)進(jìn)口。近年來，我國(guó)有關(guān)部門完全擺脫了模仿、消化、吸收等傳統(tǒng)模式，大膽采用新工藝、新技術(shù)、新材料，用全新的創(chuàng)造、最優(yōu)化的設(shè)計(jì)、完全自主獨(dú)立的知識(shí)產(chǎn)權(quán)開發(fā)電動(dòng)振動(dòng)試驗(yàn)系列產(chǎn)品，形成了產(chǎn)業(yè)化、規(guī)?；蛧?guó)際化的特色。近3年來，蘇州東菱連創(chuàng)國(guó)內(nèi)新高：開發(fā)設(shè)計(jì)成功的6噸風(fēng)冷電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)，填補(bǔ)了我國(guó)大推力風(fēng)冷式電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)的空白。在此產(chǎn)品的基礎(chǔ)上又?jǐn)U展出國(guó)際上最大推力的7噸風(fēng)冷式電動(dòng)臺(tái)。今年4月，企業(yè)研制成功了我國(guó)最大的16噸水冷式電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)，性能指標(biāo)全面趕超世界先進(jìn)水平，標(biāo)志著我國(guó)研制大推力電動(dòng)振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)的能力和水平躋身國(guó)際先進(jìn)行列。4.2、振動(dòng)臺(tái)的發(fā)展趨勢(shì)及研究主攻方向：當(dāng)前，我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)的特點(diǎn)是產(chǎn)品品種多、更新快和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈。由于電子、電工及材料技術(shù)的提高和機(jī)械設(shè)計(jì)方法的改進(jìn)，為振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)的發(fā)展提供了機(jī)遇，而且隨著技術(shù)投入的加大，將會(huì)為振動(dòng)試驗(yàn)提供更可靠、高效率、低成本的設(shè)備。因此，振動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的發(fā)展的趨勢(shì)是非常明顯的。60年代，為滿足航天產(chǎn)品振動(dòng)試驗(yàn)的需要，開始了振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)的研制，包括推力10N至100kN的振動(dòng)臺(tái)及各種振動(dòng)測(cè)量?jī)x表和傳感器。目前，振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備不僅在航天領(lǐng)域而且在其他行業(yè)發(fā)