振動測試技術(shù)作業(yè)

1、簡支梁振動系統(tǒng)動態(tài)特性測試 姓名：汪亞彬?qū)W號：0214134班級：土木工程（3）班課程：振動測試技術(shù)2015年7月21日 一、振動測試概述1、振動的分類及描述答: 1、在振動理論中，把物體的振動按自由度分，可分為：單自由度振動、多自由度振動、無限自由度振動；2、按激勵類型分，可分為：自由振動、受迫振動、自激振動、固有振動、參數(shù)振動；3、從振動特性看，可分為：線性振動和非線性振動；4、按信息與數(shù)據(jù)的形式分，可分為：確定性振動及隨機(jī)振動兩大類。其中確定性振動按響應(yīng)持續(xù)時間，又可分為:瞬態(tài)振動、穩(wěn)態(tài)振動；按響應(yīng)的周期性可分為：周期振動及非周期振動兩類；周期振動可用數(shù)學(xué)表達(dá)式 表示，它還可以進(jìn)一步分為

2、簡諧振動及復(fù)雜周期振動兩類；非周期振動又可分為準(zhǔn)周期振動及瞬變振動兩類。 一、確定性振動 1、簡諧振動 簡諧振動是一種最簡單、最基本的振動形式，其時變函數(shù)為 式中：-振幅；-圓頻率，單位：弧度/秒（rad/s）； -頻率，單位：赫茲（Hz）； -相對于時間原點(diǎn)的初相角，單位：弧度（rad）; -為t時刻的瞬時幅值。 2、復(fù)雜周期振動 復(fù)雜周期振動可用如下的周期性時變函數(shù)表示 1，2，3，它由與基波成為整倍數(shù)的波形所組成?；蛘?，復(fù)雜周期振動是由靜態(tài)分量項(xiàng)與無窮多個振幅、初相角不相同、頻率與基頻稱整數(shù)倍的間諧波分量疊加而成，當(dāng)然其中有些項(xiàng)的幅值可以為零。 3、準(zhǔn)周期振動如果若干個頻率不成比例關(guān)系的

3、簡諧振動疊加在一起，合成后的振動不呈現(xiàn)周期性，稱為準(zhǔn)周期振動。例如： 所表示的振動，表現(xiàn)在時程曲線不呈現(xiàn)周期性。 4、瞬變振動 除了周期振動及準(zhǔn)周期振動以外的所有確定性振動，均為瞬變振動。瞬變振動的幅值隨時間增長而趨于零，所以它是在有限的時間內(nèi)完成的振動。 二、隨機(jī)振動 隨機(jī)振動是一種非確定性振動，它普遍地存在于各個方面，例如車輛在不平整的路面上行駛時產(chǎn)生的振動；風(fēng)、地震作用于建筑物產(chǎn)生的振動；海浪引起海上建筑的振動等等。這種振動的共同特點(diǎn)是：振動的瞬時值是無法精確預(yù)測的；此外，即使在相同的條件下重復(fù)做多次試驗(yàn)，也不會出現(xiàn)完全相同的結(jié)果。 隨機(jī)振動是由連續(xù)分布在一定頻帶內(nèi)所有頻率上的正弦波組成

4、，故它的頻譜是在一定頻率范圍內(nèi)的連續(xù)譜。隨機(jī)振動雖然無法用精確的數(shù)學(xué)關(guān)系式來描述，但在大量的觀測中，隨機(jī)振動在任何一段時間的狀態(tài)都具有一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律性。隨機(jī)振動可用概率統(tǒng)計(jì)特性參數(shù)-平均值、均方值、均方根值、幅值概率密度函數(shù)、相關(guān)函數(shù)、功率譜密度等來描述。2、振動基本參量表示方法答：振幅、頻率、相位、及阻尼等描述振動所必須的量統(tǒng)稱為振動參數(shù)。在周期振動中，最基本的振動參量為振動的幅度、頻率和相位，稱為振動三要素。這三個量的表示方法分別為： 1、幅度表示法振動的幅度可以有三種表示方法，即峰值、平均值和有效值。（1）峰值：指波形上的最大值（不是極大值），通常用 、 表示。 對簡諧振動可以用峰值來描

5、述振動的強(qiáng)度，但對復(fù)合運(yùn)動來講，峰值只提供了關(guān)于振動在某一時刻的數(shù)據(jù)，而未考慮到整個時間歷程。（2）平均值：它是絕對平均值的簡稱，它能照顧到振動的整個時間歷程，由下式給出 通常用符號 或 表示。 對于周期振動 ，則（3）有效值：兼顧了運(yùn)動的時間過程且又與振動的能量含量有關(guān)，因此有效值是一個很重要的描述量值，其符號為。有效值由下式表示 對于周期振動則有 2、頻率與相位表示法頻率即是振動運(yùn)動在單位時間內(nèi)的循環(huán)次數(shù)，通常用“”表示，單位為1/s或赫茲（Hz）。周期與頻率互為倒數(shù)，即對于簡諧振動式中稱為圓頻率圓頻率的單位用“弧度/秒”（rad/s）來表示。稱為相位或相角，當(dāng)t=0時，故 稱為初相角。相

6、位與初相位的單位一般用弧度（rad）表示。3、非簡諧振動的頻譜表示法以頻率作為橫坐標(biāo)，以幅值為縱坐標(biāo)，畫出的圖形即稱為幅值譜圖。頻譜圖是在頻率域內(nèi)掃描該振動，它清晰直觀地表明了某振動包含的頻率成分及幅值大小。相位頻譜圖表明在不同頻率時二個信號間的相位關(guān)系。3、振動測試儀器分類及配套使用答： 振動測試儀器分為：激振設(shè)備、測振傳感器、放大器、和記錄儀器、分析儀器等。其中，激振設(shè)備按照加載方式的不同，分為慣性力加載、電磁加載、液壓振動臺、結(jié)構(gòu)疲勞試驗(yàn)機(jī)、電液伺服加載系統(tǒng)等。傳感器按其測量方法，可分為非接觸式與接觸式兩類。非接觸式在測量過程中，傳感器與振動體沒有接觸，因而對振動體的振動特性不會產(chǎn)生影響

7、；接觸式的只有把傳感器固連于振動體才能進(jìn)行測量。按測量原理，振動傳感器又可分為相對式與絕對式（慣性式）兩類。按其轉(zhuǎn)換方式來分又有磁電式、壓電式、電阻片式、電容式、電感式等。 測振傳感器分為 1、磁電式速度傳感器2、壓電式加速度傳感器3、電阻應(yīng)變式加速度傳感器； 測振放大器分為 1、電壓放大器 2、電荷放大器3、動態(tài)電阻應(yīng)變儀；配套使用方式為： 磁電式拾振器電壓放大器壓電式加速度計(jì)電荷放大器動態(tài)數(shù)據(jù)采集儀計(jì)算機(jī)主機(jī)打印機(jī)應(yīng)變式傳感器動態(tài)電阻應(yīng)變儀 （顯示終端） 4、窗函數(shù)的分類及用途 答：窗函數(shù)是用來對信號進(jìn)行截取，以減少頻譜能量泄漏的截?cái)嗪瘮?shù)，稱為窗?？煞譃橐韵轮饕愋停?、冪窗，如矩形窗、三

8、角窗、梯形窗等；2、三角函數(shù)窗，即正弦或余弦函數(shù)等組合成復(fù)合函數(shù)，如漢寧窗、海明窗等；3、指數(shù)窗，如高斯窗。5、信號采集及分析過程中出現(xiàn)的問題，怎樣解決？答：信號采集過程中會發(fā)生頻率混迭，因此須滿足采樣定理，即信號采樣頻率必須為原信號中最高頻率成分的2倍。但滿足采樣定理，只能保證不發(fā)生頻率混迭，而不能保證此時的采樣信號能真實(shí)反映原信號x(t)，工程實(shí)際中采樣頻率通常大于信號中最高頻率成分的3到5倍；信號處理過程中進(jìn)行信號的截?cái)鄷r，會發(fā)生能量泄漏，處理方法是1、對信號進(jìn)行整周期截?cái)?、對信號施加主瓣寬度窄，衰減性的窗函數(shù)。二、慣性式速度型與加速度型傳感器1、慣性式速度傳感器的分類答：慣性式速度傳

9、感器主要是磁電式速度傳感器，可分為1、動圈式2、磁阻式；動圈式又分為1、線速度型2、角速度型。 力學(xué)原理：以慣性式拾振器力學(xué)模型為基礎(chǔ)，以導(dǎo)線在磁場中運(yùn)動而切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢為換能原理的磁電式拾振器。依照電磁感應(yīng)定律，在線圈中就有感應(yīng)電動勢產(chǎn)生，其大小為： n線圈匝數(shù)B磁感應(yīng)強(qiáng)度 I每匝線圈平均長度v被測體振動速度2、壓電晶體加速度計(jì)答：壓電式加速度計(jì)是以慣性式拾振器力學(xué)模型為基礎(chǔ)，以壓電晶體的壓電效應(yīng)為換能原理的壓電式拾振器。所謂“壓電效應(yīng)”是指壓電晶體在受到機(jī)械作用力時而發(fā)生變形，其表面產(chǎn)生電荷。所受到的機(jī)械作用力越大，則產(chǎn)生的電荷越多，而當(dāng)作用力去掉后，晶體又回到原來不帶電的狀態(tài)。

10、當(dāng)壓電式拾振器固定在試件上面而承受振動是，質(zhì)量塊將產(chǎn)生一可變力F，作用于壓電晶體片上，使壓電晶體受到一慣性力F為：F=ma=Cq 式中 m質(zhì)量塊 a - 振動體加速度 C壓電系數(shù)三、振動特性參數(shù)的常用量測方法1、振動基本參數(shù)的量測 1）簡諧振動頻率的測量振動頻率測量常用方法如下：1、用數(shù)字式頻率計(jì)直接測讀震動信號通過傳感器、放大器變成電壓信號后輸入頻率計(jì)，可直接讀出其頻率值。此種方法簡便，具有較高的精度、穩(wěn)定性，且不只限于對簡單諧波形的測量。2、振動波形與時標(biāo)信號比較法（簡稱錄波比較法）把振動波形的時程曲線記錄于記錄紙上，同時記錄時標(biāo)信號，然后進(jìn)行比較。例如，如果時標(biāo)信號為1s，則只要計(jì)算在兩

11、條時標(biāo)信號間的完整波個數(shù)即是振動信號的頻率值。為了減少讀書誤差，有時可以統(tǒng)計(jì)十條時標(biāo)線間的振動個數(shù)，進(jìn)行計(jì)算。3、利薩如圖形測讀法利用陰極射線示波器觀察利薩如圖形也能進(jìn)行振動頻率的測量，它的具體方法如下：將被測的振動信號變?yōu)殡妷盒盘?，輸入到陰極射線示波器的軸；再用音頻信號發(fā)生器輸出一個正弦電壓信號x，輸入到示波器的x軸。調(diào)動音頻信號發(fā)生器的信號頻率，當(dāng)它與被測信號頻率相等時，示波器上即出現(xiàn)一個橢圓。當(dāng)兩者呈現(xiàn)其他比例關(guān)系時，會出現(xiàn)某種特定的圖形。2）振動幅值的測量1、振動楔測量振幅法振動楔也稱為振動標(biāo)，它是一塊上面印有三角形的輕質(zhì)金屬薄板或紙板制成。測量振動物體幅值時，將振動楔固定于該物體上，

12、它隨著振動物體振動。用振動楔測量振幅簡單、直觀、方便，但精度較差。其適用范圍是：頻率大于10Hz，振幅大于0.1mm。2、讀數(shù)顯微鏡測振幅法試驗(yàn)時，可在振動物體上貼一小塊金剛砂紙，用燈照亮后，物體靜止時，在讀數(shù)顯微鏡中可觀察到某些反射特別亮的光點(diǎn)。物體振動后，這些亮點(diǎn)即變成為亮線，通過測讀亮線長度，即為振幅2A值。此方法只能用于頻率高于10Hz的振幅測量。除可觀察振幅穩(wěn)定的周期振動外，還可觀察兩個方向互相垂直的振動。3、位移時程曲線的記錄 如果需記錄位移時程曲線，可用位移傳感器進(jìn)行測量并記錄。3）相位的測量1、用相位計(jì)測讀 相位計(jì)有模擬式和數(shù)字式兩種：模擬式相位計(jì)輸出直流電壓，它與輸入信號相位

13、差成正比，它便于與x-y記錄儀相配使用；數(shù)字式相位計(jì)則直接顯示相位差角，測量精度較高。2、波形比較把被測信號送入雙線示波器的軸，另外取基準(zhǔn)信號輸入到示波器的軸，調(diào)節(jié)掃描旋鈕，使熒光屏上只出現(xiàn)一個周期波，從波形圖中可與測讀值，則被測信號與基準(zhǔn)信號間的相位差值，可由下式計(jì)算得到： 2、結(jié)構(gòu)動力特性參數(shù)量測結(jié)構(gòu)動力特性參數(shù)通常指1、結(jié)構(gòu)的固有頻率2、阻尼比3、振型等參數(shù)。測試方法主要有1、自由振動法2、共振法3、脈動法。1）自由振動法：借助于外荷載是結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一初位移(或初速度)，是結(jié)構(gòu)由于彈性而自由振動起來，由此記錄下它的振動波形，從而得出其自振特性。 激振方法有：1、突加荷載2、突卸荷載2）共振法

14、：共振法即利用專門的激振設(shè)備（電磁式激振器或偏心式起振機(jī)等），對結(jié)構(gòu)施加一簡諧荷載使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一恒定的強(qiáng)迫簡諧振動，借助共振原理來得到結(jié)構(gòu)自振特性的方法。強(qiáng)迫振動頻率可由激振設(shè)備的信號發(fā)生器上調(diào)節(jié)并讀取，或由專門的測速、測頻儀上讀取。3）脈動法：脈動法是借助于被測結(jié)構(gòu)物周圍的不規(guī)則微弱干擾（如地面脈動、空氣流動等）所產(chǎn)生的微弱振動作為激勵測定建筑物自振特性的一種方法。這種脈動是經(jīng)常存在的。此法可反映被測建筑物的固有頻率。其最大優(yōu)點(diǎn)是不用專門的激振設(shè)備，簡便易行，不受結(jié)構(gòu)物大小的限制。在用脈動法測量結(jié)構(gòu)動力特性時，要求拾振器靈敏度高。測量時只要將拾振器放在被測物上即可。一、結(jié)構(gòu)固有頻率采用共振法時

15、，共振頻率與固有頻率有著確定的關(guān)系，且存在著位移共振、速度共振、加速度共振三種情況。（1）位移共振：位移的振幅值達(dá)到最大值時，稱為位移共振，也就是通常所稱的“共振”。此時，式中，（2）速度共振：如果測定振動的速度值，當(dāng)速度達(dá)到最大值時，即稱速度共振。速度的幅值為。當(dāng)有阻尼時，速度共振頻率就是結(jié)構(gòu)的固有頻率。（3）加速度共振：如果測定振動的加速度值，當(dāng)加速度達(dá)到最大值時，稱為加速度共振。加速度的幅值為。二、阻尼比，對數(shù)衰減率為代入小阻尼體系阻尼比的近似計(jì)算式，可得。三、振型曲線的測量對于比較復(fù)雜、大型、剛度較大的結(jié)構(gòu)，需用傳感器及測振儀器，測出被測結(jié)構(gòu)上各點(diǎn)的振幅（或加速度）值及相位，以繪出其振

16、型曲線。用示波器記錄在共振時各點(diǎn)振動信號，然后讀出同一瞬時各點(diǎn)振幅值、各振幅間的相位關(guān)系，按各點(diǎn)振幅值及相位關(guān)系，畫出振型曲線。（2）用雙線示波器測量各點(diǎn)間的相位關(guān)系，取雙線示波器中的一條掃描記錄參考點(diǎn)的信號，而參考點(diǎn)可以選取激振力信號或其他信號點(diǎn)。另一條掃描線逐點(diǎn)顯示各測點(diǎn)的波形，以參考點(diǎn)波形為基準(zhǔn)，與其比較，逐點(diǎn)讀出各測點(diǎn)的相位。 動力系數(shù)的測定方法：將撓度計(jì)（可采用應(yīng)變式機(jī)電百分表）布置在被測結(jié)構(gòu)的跨中處，并連線于動態(tài)電阻應(yīng)變儀及記錄儀。而動參數(shù)的測量方法有機(jī)械式儀表測量，光學(xué)式儀表測量以及電測量方式，目前多以電測量方式為主。3、穩(wěn)態(tài)正弦激振及測試 答：穩(wěn)態(tài)正弦激振提供給被測系統(tǒng)的激勵信

17、號是一個具有穩(wěn)定幅值和頻率的正弦信號，測出激勵大小和響應(yīng)大小，便可求出系統(tǒng)在該頻率點(diǎn)處的頻率響應(yīng)的大小。其激勵系統(tǒng)一般由正弦信號發(fā)生器、功率放大器和電磁激振器組成，測量系統(tǒng)由跟蹤濾波器、峰值電壓表和相位計(jì)組成。試驗(yàn)時，改變激振力之頻率，又高到低慢慢掃描，當(dāng)干擾力頻率與結(jié)構(gòu)的固有頻率相同時，產(chǎn)生共振，振幅皆出現(xiàn)極值。故可利用測振儀器測得各測點(diǎn)不用頻率時的位移幅值，畫出幅頻曲線，即可獲得固有頻率、阻尼比、振型等參數(shù)。4、瞬態(tài)激振及測試 答：瞬態(tài)激勵方法給被測系統(tǒng)提供的激勵信號是一種瞬態(tài)信號，它屬于一種寬頻帶激勵，即一次同時給系統(tǒng)提供頻帶內(nèi)各個頻率成分的能量和使系統(tǒng)產(chǎn)生相應(yīng)頻帶內(nèi)的頻率響應(yīng)。因此，它

18、是一種快速測試方法。常用的瞬態(tài)激勵方法有快速正弦掃描、脈沖錘擊和階躍松弛激勵等方法。 1）快速正弦掃描 這種測試方法是使正弦激勵信號在所需的頻率范圍內(nèi)作快速掃描（在數(shù)秒內(nèi)完成），激振信號頻率在掃描周期T內(nèi)成線性增加，而幅值保持恒定。掃描信號的頻譜曲線幾乎是一根平坦的曲線，從而能達(dá)到寬頻帶激勵的目的。2）脈沖錘擊 脈沖錘是一種產(chǎn)生瞬態(tài)激勵力的激振器，它由錘體、手柄和可以調(diào)換的錘頭和配重組成，通常在錘體和錘頭之間裝有一個力傳感器，以測量被測系統(tǒng)所受錘擊力的大小。一般來說，錘擊力的大小是由錘擊質(zhì)量和錘擊被測系統(tǒng)時的運(yùn)動速度決定的。激勵的頻率范圍主要由接觸表面剛度決定，錘頭的材料越硬則脈沖的持續(xù)時間越

19、短，上限額率fe越高。 3）階躍松弛激勵在實(shí)際應(yīng)用中，常常是用一根剛度很大質(zhì)量很輕的張力弦通過力傳感器對系統(tǒng)預(yù)加載，然后突然切斷張力弦。5、隨機(jī)激振及測試如作用在結(jié)構(gòu)物上的激振力是隨機(jī)的，稱為隨機(jī)激振。利用環(huán)境隨機(jī)振動作為對結(jié)構(gòu)物激振的振源，來測定并分析結(jié)構(gòu)物的固有特性方法，也稱為脈動法。利用環(huán)境隨機(jī)激振方法時，通常需滿足一下假設(shè)：（1） 假設(shè)環(huán)境隨機(jī)振動及被測結(jié)構(gòu)的脈動均為平穩(wěn)的各態(tài)歷經(jīng)的過程。（2） 假設(shè)被測結(jié)構(gòu)是常系數(shù)線性系統(tǒng)。（3） 假設(shè)結(jié)構(gòu)阻尼比較小，各階模態(tài)分的較開，則可利用模態(tài)分析理論把無限自由度體系作為多自由度系統(tǒng)進(jìn)行分析處理，并可利用廣義坐標(biāo)進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，利用振型正交性，可把

20、多自由度系統(tǒng)假設(shè)成互不耦合的單自由度系統(tǒng)，然后利用單自由度系統(tǒng)的分析方法，獲得各參數(shù)。在結(jié)構(gòu)脈動信號的時域曲線中，常?？梢哉业矫黠@地反映出某種頻率特性的部分。特別突出的是與結(jié)構(gòu)第一階固有頻率相應(yīng)的振動，偶爾可以看到高頻振動。具體地說，在脈動曲線中，有時會看到波的包絡(luò)線突然增大及減小的現(xiàn)象，在這段曲線中，波形很光滑，振幅也較大，這段波形酷似振動中“拍”的現(xiàn)象。這些現(xiàn)象中，波形的周期都一樣，這一周期即為建筑物的基本周期，其頻率即是建筑物的第一固有頻率。還可以用脈動法測得的振動曲線繪制結(jié)構(gòu)振型，即在結(jié)構(gòu)不同高度或部位布點(diǎn)，記錄與同一記錄紙中，讀出同一瞬時各點(diǎn)的振幅值，并注意到它們間的相位關(guān)系，連接起

21、來即為振型。四、每人選一種斜拉橋或者拱橋（可從網(wǎng)上搜一種），布置相應(yīng)的測振傳感器測點(diǎn)位置（畫出測點(diǎn)布置圖），寫出選用的傳感器、放大器設(shè)備。要求寫出測出內(nèi)容：振幅、加速度、動應(yīng)變、動位移、索力、還須測出動力放大系數(shù)。結(jié)果分析：頻率、阻尼比、振型的分析方法。答：對如圖所示的簡支梁， 在梁的跨中，放置一壓電式加速度傳感器，通過突加荷載，豎直敲擊梁，可測出梁的一階豎向振動固有頻率、豎向振動振幅和一階振型，阻尼比及對數(shù)衰減率。采用的設(shè)備為壓電式加速度傳感器和電荷放大器。在梁的1/4處及3/4處，各放置一壓電式加速度傳感器，通過突加荷載，豎直敲擊梁，可測出梁的二階豎向振動振型，振動頻率和豎向振動振幅。把加

22、速度傳感器安裝在梁的跨中，可測出梁的振動加速度；采用的設(shè)備為壓電式加速度傳感器和電荷放大器。把位移傳感器安裝在梁的跨中，可測出梁的位移；采用的設(shè)備為電阻應(yīng)變式傳感器和動態(tài)電阻應(yīng)變儀。把速度傳感器安裝在簡支梁的中部，可測出梁的振動速度；采用的設(shè)備為慣性式速度傳感器和電荷放大器。頻率分析：在對采集到的波形進(jìn)行時域分析時，選定一個波峰或波谷為基準(zhǔn)點(diǎn)，向右選取10個波峰或波谷，可測出10次振動的時間，計(jì)算出梁的振動周期，取倒數(shù)即為梁的一階豎向振動固有頻率，進(jìn)而測出梁的阻尼比和對數(shù)衰減率；或?qū)Σㄐ芜M(jìn)行頻譜分析，排除掉干擾物體的振動頻率，測出梁的一階豎向振動固有頻率。振型的判斷：求結(jié)構(gòu)振型時，要根據(jù)各測點(diǎn)

23、幅值譜圖上的幅值，求得振型。此外必須通過傳遞函數(shù)的相位譜建立各測點(diǎn)間的相位關(guān)系。五、寫出功率譜、自相關(guān)函數(shù)、互相關(guān)函數(shù)、相干函數(shù)、傳遞函數(shù)的定義、數(shù)學(xué)表達(dá)式、分別能夠反映哪些信息、得出哪些結(jié)論。1、功率譜答：功率譜是功率譜密度函數(shù)的簡稱，它定義為單位頻帶內(nèi)的信號功率。它表示了信號功率隨著頻率的變化情況，即信號功率在頻域的分布狀況。常用于功率信號（區(qū)別于能量信號）的表述與分析，其曲線（即功率譜曲線）一般橫坐標(biāo)為頻率，縱坐標(biāo)為功率，且功率譜曲線所覆蓋的面積在數(shù)值上等于信號的總功率（能量）。我們把單位寬的平均功率定義為功率譜密度函數(shù)，以符號表示，即 ，功率譜密度函數(shù)恒為實(shí)值非負(fù)函數(shù)。2、自相關(guān)函數(shù)答

24、：自相關(guān)函數(shù)表示的是描述隨機(jī)信號在任意兩個不同時刻的瞬時值與時刻瞬時值之間的相關(guān)程度，可用時刻瞬時值與時刻瞬時值相乘再做總體平均而得到，自相關(guān)函數(shù)用表示。則 如果均值、自相關(guān)函數(shù)值不隨變化，則稱此隨機(jī)過程為弱平穩(wěn)隨機(jī)過程。此時均值為常數(shù)，自相關(guān)函數(shù)僅與時間位移有關(guān)，即3、互相關(guān)函數(shù)答：表示的是兩個時間序列之間的相關(guān)程度，即互相關(guān)函數(shù)是描述隨機(jī)信號x(t),y(t)在任意兩個不同時刻t1，t2的取值之間的相關(guān)程度。描述兩個不同的信號之間的相關(guān)性的函數(shù)，這兩個信號不一定是隨機(jī)信號?；ハ嚓P(guān)函數(shù)用下式定義 其中是樣本長度，是時間間隔。 互相關(guān)函數(shù)是可正可負(fù)的實(shí)值函數(shù)。當(dāng)時，稱。互相關(guān)函數(shù)可以用來確定滯

25、后時間，確定傳遞通道，測定運(yùn)動物體的相對速度、檢拾和回收混在噪聲中的信號等等。4、相干函數(shù)答：相干函數(shù)又稱凝聚函數(shù)，它是在頻率結(jié)構(gòu)上進(jìn)一步進(jìn)行相關(guān)分析所得的特性參數(shù)，也是在頻率域上討論兩個過程相關(guān)特性的函數(shù)。根據(jù)凝聚函數(shù)可以分辨出輸出與輸入信號在哪些頻率上是相干的（也是凝聚的），相干的程度如何。如果信號x(t)與y(t)的自譜都不為零，且不包含函數(shù)，則凝聚函數(shù)定義如下：且滿足 如果對所有頻率凝聚函數(shù)=1，則稱x(t)與y(t)兩信號完全相干（或凝聚）。如在某頻率上，則x(t)與y(t)在此頻率上就稱為不凝聚的，這是不相關(guān)的另一種說法。5、傳遞函數(shù)答: 傳遞函數(shù)是指零初始條件下線性系統(tǒng)響應(yīng)（即輸

26、出）量的拉普拉斯變換（或z變換）與激勵（即輸入）量的拉普拉斯變換之比。記作G（s）=Y（s）/U（s），其中Y（s）、U（s)分別為輸出量和輸入量的拉普拉斯變換。傳遞函數(shù)可以確定系統(tǒng)的輸出響應(yīng)，并分析系統(tǒng)參數(shù)變化對輸出響應(yīng)的影響。傳遞函數(shù)即為結(jié)構(gòu)響應(yīng)的頻率特性，傳遞函數(shù)的峰值對應(yīng)的頻率即為共振頻率。當(dāng)輸入及輸出均為隨機(jī)信號時，根據(jù)隨機(jī)數(shù)據(jù)分析理論，其傳遞函數(shù)可以通過輸入輸出互功率譜、與輸入信號自功率譜相除而得，即 六、模態(tài)分析1、概念2、方法分類3、每一種方法的理解 1、 答：模態(tài)分析是研究結(jié)構(gòu)動力特性一種近代方法，是系統(tǒng)辨別方法在工程振動領(lǐng)域中的應(yīng)用。模態(tài)是機(jī)械結(jié)構(gòu)的固有振動特性，每一個模態(tài)具有特定的固有頻率、阻尼比和模態(tài)振型。這些模態(tài)參數(shù)可以由計(jì)算或試驗(yàn)分析取得，這樣一個計(jì)算或試驗(yàn)分析過程稱為模態(tài)分析。這個分析過程如果是由有限元計(jì)算的方法取得的，則稱為計(jì)算模態(tài)分析；如果通過試驗(yàn)將采集的系統(tǒng)輸入與輸出信號經(jīng)過參數(shù)識別獲得模態(tài)參數(shù)，稱為試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析。通常，模態(tài)分析都是指試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析。 2、分類模態(tài)分析可分為計(jì)算模態(tài)分析