測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)第八章ppt課件

1、武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院Wuhan University of Technology測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)第八章第八章 機(jī)械振動(dòng)測(cè)試與分析機(jī)械振動(dòng)測(cè)試與分析測(cè)試技術(shù)根底測(cè)試技術(shù)根底武漢理工大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院二零零七年二月武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院Wuhan University of Technology測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)第八章第八章 機(jī)械振動(dòng)測(cè)試與分析機(jī)械振動(dòng)測(cè)試與分析主要內(nèi)容主要內(nèi)容8.1 概述8.2 振動(dòng)的根本知識(shí)8.3 振動(dòng)的鼓勵(lì)8.4 測(cè)振傳感器(拾振器)8.5 振動(dòng)信號(hào)分析儀器8.6 振動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)及數(shù)據(jù)處置實(shí)例8.7 機(jī)械構(gòu)造的

2、固有頻率和阻尼率估計(jì)8.8 小結(jié)武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院Wuhan University of Technology測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)第八章第八章 機(jī)械振動(dòng)測(cè)試與分析機(jī)械振動(dòng)測(cè)試與分析小轎車的乘坐溫馨性實(shí)驗(yàn)框圖小轎車的乘坐溫馨性實(shí)驗(yàn)框圖 8.1 概述概述武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院Wuhan University of Technology測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)第八章第八章 機(jī)械振動(dòng)測(cè)試與分析機(jī)械振動(dòng)測(cè)試與分析振動(dòng)研討所涉及的問(wèn)題振動(dòng)研討所涉及的問(wèn)題 振動(dòng)分析振動(dòng)分析 知鼓勵(lì)條件和系統(tǒng)的振動(dòng)特性，求系統(tǒng)的呼應(yīng)知鼓勵(lì)條件和系統(tǒng)的振動(dòng)特性，求系統(tǒng)

3、的呼應(yīng) 系統(tǒng)識(shí)別系統(tǒng)識(shí)別 知系統(tǒng)的鼓勵(lì)和系統(tǒng)的呼應(yīng)，求系統(tǒng)的特性知系統(tǒng)的鼓勵(lì)和系統(tǒng)的呼應(yīng)，求系統(tǒng)的特性 環(huán)境預(yù)測(cè)環(huán)境預(yù)測(cè) 知系統(tǒng)的振動(dòng)特性和系統(tǒng)的呼應(yīng)，確定系統(tǒng)的鼓勵(lì)形狀知系統(tǒng)的振動(dòng)特性和系統(tǒng)的呼應(yīng)，確定系統(tǒng)的鼓勵(lì)形狀 機(jī)械振動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的普通組成框圖機(jī)械振動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的普通組成框圖 武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院Wuhan University of Technology測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)第八章第八章 機(jī)械振動(dòng)測(cè)試與分析機(jī)械振動(dòng)測(cè)試與分析8.2 振動(dòng)的根本知識(shí)振動(dòng)的根本知識(shí)機(jī)械振動(dòng)的丈量方法按振動(dòng)信號(hào)的轉(zhuǎn)換方式分為：機(jī)械振動(dòng)的丈量方法按振動(dòng)信號(hào)的轉(zhuǎn)換方式分為：相對(duì)丈量法：

4、丈量參考點(diǎn)為系統(tǒng)中的某固定點(diǎn)或運(yùn)動(dòng)點(diǎn)相對(duì)丈量法：丈量參考點(diǎn)為系統(tǒng)中的某固定點(diǎn)或運(yùn)動(dòng)點(diǎn)絕對(duì)丈量法：丈量參考點(diǎn)為系統(tǒng)外的某一點(diǎn)，該點(diǎn)相對(duì)于地球是靜絕對(duì)丈量法：丈量參考點(diǎn)為系統(tǒng)外的某一點(diǎn)，該點(diǎn)相對(duì)于地球是靜止不動(dòng)的。止不動(dòng)的。電測(cè)法電測(cè)法機(jī)械丈量法機(jī)械丈量法光測(cè)法光測(cè)法按照丈量時(shí)選擇參考點(diǎn)的不同，可分為：按照丈量時(shí)選擇參考點(diǎn)的不同，可分為：武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院Wuhan University of Technology測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)第八章第八章 機(jī)械振動(dòng)測(cè)試與分析機(jī)械振動(dòng)測(cè)試與分析按照振動(dòng)產(chǎn)生的緣由按照振動(dòng)產(chǎn)生的緣由 自在振動(dòng)自在振動(dòng)受迫振動(dòng)受迫振動(dòng) 自激振動(dòng)自

5、激振動(dòng)振動(dòng)頻率和固有頻率之間的關(guān)系為振動(dòng)頻率和固有頻率之間的關(guān)系為 nd21其中，其中，n為系統(tǒng)的固有頻率，為系統(tǒng)的固有頻率，為阻尼率為阻尼率 系統(tǒng)的振動(dòng)頻率為激振頻率系統(tǒng)的振動(dòng)頻率為激振頻率 振動(dòng)頻率接近于系統(tǒng)的固有頻率。振動(dòng)頻率接近于系統(tǒng)的固有頻率。 8.2.1 振動(dòng)的分類振動(dòng)的分類 武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院Wuhan University of Technology測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)第八章第八章 機(jī)械振動(dòng)測(cè)試與分析機(jī)械振動(dòng)測(cè)試與分析按系統(tǒng)的輸出分按系統(tǒng)的輸出分 簡(jiǎn)諧振動(dòng)簡(jiǎn)諧振動(dòng)周期振動(dòng)周期振動(dòng)瞬態(tài)振動(dòng)瞬態(tài)振動(dòng) 隨機(jī)振動(dòng)隨機(jī)振動(dòng) 按系統(tǒng)自在度分按系統(tǒng)自在度分

6、單自在度系統(tǒng)振動(dòng)單自在度系統(tǒng)振動(dòng) 多自在度系統(tǒng)振動(dòng)多自在度系統(tǒng)振動(dòng) 延續(xù)彈性體振動(dòng)延續(xù)彈性體振動(dòng) 按系統(tǒng)構(gòu)造參數(shù)的特性分按系統(tǒng)構(gòu)造參數(shù)的特性分 線性振動(dòng)線性振動(dòng) 非線性振動(dòng)非線性振動(dòng) 時(shí)間的正弦或余弦函數(shù)時(shí)間的正弦或余弦函數(shù)時(shí)間的周期性函數(shù)時(shí)間的周期性函數(shù)時(shí)間的非周期性函數(shù)時(shí)間的非周期性函數(shù)非時(shí)間確實(shí)定性函數(shù)非時(shí)間確實(shí)定性函數(shù)用一個(gè)獨(dú)立座標(biāo)確定的系統(tǒng)振動(dòng)用一個(gè)獨(dú)立座標(biāo)確定的系統(tǒng)振動(dòng)用多個(gè)獨(dú)立座標(biāo)確定的系統(tǒng)振動(dòng)用多個(gè)獨(dú)立座標(biāo)確定的系統(tǒng)振動(dòng)用無(wú)限多個(gè)獨(dú)立座標(biāo)確定的系統(tǒng)振動(dòng)用無(wú)限多個(gè)獨(dú)立座標(biāo)確定的系統(tǒng)振動(dòng)用常系數(shù)線性微分方程來(lái)描畫用常系數(shù)線性微分方程來(lái)描畫用非線性微分方程來(lái)描畫用非線性微分方程來(lái)描畫

7、武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院Wuhan University of Technology測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)第八章第八章 機(jī)械振動(dòng)測(cè)試與分析機(jī)械振動(dòng)測(cè)試與分析力作用在質(zhì)量塊上的單自在度系統(tǒng)力作用在質(zhì)量塊上的單自在度系統(tǒng)質(zhì)量質(zhì)量m在外力的作用下的運(yùn)動(dòng)方程為在外力的作用下的運(yùn)動(dòng)方程為 )(22tfkzdtdzcdtzdm式中，式中，c為粘性阻尼系數(shù)，為粘性阻尼系數(shù)，k為彈簧剛度。為彈簧剛度。(t)為系統(tǒng)的激振力，即系統(tǒng)的輸入，為系統(tǒng)的激振力，即系統(tǒng)的輸入，z(t)為系統(tǒng)的輸出。為系統(tǒng)的輸出。 拉氏變換拉氏變換 ms2Z(s)+csZ(s)+kZ(s)=f(s) 傳送函數(shù)為傳

8、送函數(shù)為 2( )1( )( )Z sH sF smscsk8.2.2 單自在度系統(tǒng)的受迫振動(dòng)單自在度系統(tǒng)的受迫振動(dòng) 武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院Wuhan University of Technology測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)第八章第八章 機(jī)械振動(dòng)測(cè)試與分析機(jī)械振動(dòng)測(cè)試與分析2( )1( )( )Z sH sF smscsk令令s=j，那么，那么 力作用在質(zhì)量塊上的單自在度系統(tǒng)力作用在質(zhì)量塊上的單自在度系統(tǒng)222()()()11()1/212Z jH jF jm jcjkmjckkmcmjkkmk)/(2)/(1111211222nnnnjkjkmkn/kmc2系統(tǒng)的固

9、有頻率系統(tǒng)的固有頻率 系統(tǒng)的阻尼率系統(tǒng)的阻尼率 武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院Wuhan University of Technology測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)第八章第八章 機(jī)械振動(dòng)測(cè)試與分析機(jī)械振動(dòng)測(cè)試與分析2222)/(4)/(111)(nnkA2)/(1)/(2)(nnarctg幅頻曲線幅頻曲線 相頻曲線相頻曲線 mkn/kmc2武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院Wuhan University of Technology測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)第八章第八章 機(jī)械振動(dòng)測(cè)試與分析機(jī)械振動(dòng)測(cè)試與分析在幅頻曲線上幅值最大處的頻率稱為位移在幅頻曲線上幅值最大處的

10、頻率稱為位移共振頻率共振頻率 221nr隨著的阻尼的添加，共振峰向原點(diǎn)挪動(dòng)；隨著的阻尼的添加，共振峰向原點(diǎn)挪動(dòng)； 當(dāng)無(wú)阻尼時(shí)，位移共振頻率當(dāng)無(wú)阻尼時(shí)，位移共振頻率r即為固有頻即為固有頻率率n 當(dāng)系統(tǒng)的阻尼當(dāng)系統(tǒng)的阻尼很小時(shí)，位移共振頻率很小時(shí)，位移共振頻率r接近系統(tǒng)的固有頻率接近系統(tǒng)的固有頻率n，可用作為的，可用作為的估計(jì)值。估計(jì)值。 幅頻曲線幅頻曲線 武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院Wuhan University of Technology測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)第八章第八章 機(jī)械振動(dòng)測(cè)試與分析機(jī)械振動(dòng)測(cè)試與分析不論系統(tǒng)的阻尼率為多少，在不論系統(tǒng)的阻尼率為多少，在/r=1時(shí)

11、位移一直落后于激振力時(shí)位移一直落后于激振力90，此，此景象稱為相位共振。景象稱為相位共振。 相頻曲線相頻曲線 利用相頻特性來(lái)確定固有頻率比較準(zhǔn)確利用相頻特性來(lái)確定固有頻率比較準(zhǔn)確 幅頻曲線幅頻曲線 武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院Wuhan University of Technology測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)第八章第八章 機(jī)械振動(dòng)測(cè)試與分析機(jī)械振動(dòng)測(cè)試與分析由根底運(yùn)動(dòng)所引起的受迫振動(dòng)由根底運(yùn)動(dòng)所引起的受迫振動(dòng) 單自在度系統(tǒng)的根底振動(dòng)單自在度系統(tǒng)的根底振動(dòng) 力作用在質(zhì)量塊上的單自在度系統(tǒng)力作用在質(zhì)量塊上的單自在度系統(tǒng)武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院Wuhan

12、University of Technology測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)第八章第八章 機(jī)械振動(dòng)測(cè)試與分析機(jī)械振動(dòng)測(cè)試與分析單自在度系統(tǒng)的根底振動(dòng)單自在度系統(tǒng)的根底振動(dòng) 設(shè)根底的絕對(duì)位移為設(shè)根底的絕對(duì)位移為Z1，質(zhì)量，質(zhì)量m的絕對(duì)位移為的絕對(duì)位移為Z0，那么系統(tǒng)的振動(dòng)可用方程式表示為：那么系統(tǒng)的振動(dòng)可用方程式表示為： 21201012012dtZdmkZdtdZcdtZdm拉氏變換并，令拉氏變換并，令s=j 22222)/(4)/(1)/(1)(nnnkA2)/(1)/(2)(nnarctg得系統(tǒng)的幅頻特性和相頻特性得系統(tǒng)的幅頻特性和相頻特性 武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院Wu

13、han University of Technology測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)第八章第八章 機(jī)械振動(dòng)測(cè)試與分析機(jī)械振動(dòng)測(cè)試與分析22222)/(4)/(1)/(1)(nnnkA2)/(1)/(2)(nnarctg幅頻曲線幅頻曲線 相頻曲線相頻曲線 武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院Wuhan University of Technology測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)第八章第八章 機(jī)械振動(dòng)測(cè)試與分析機(jī)械振動(dòng)測(cè)試與分析多自在度系統(tǒng)在特定條件下，都按某一階固有頻率進(jìn)展簡(jiǎn)諧振動(dòng)，這種多自在度系統(tǒng)在特定條件下，都按某一階固有頻率進(jìn)展簡(jiǎn)諧振動(dòng)，這種振動(dòng)稱為主振型振動(dòng)稱為主振型 二自在度系統(tǒng)振

14、型二自在度系統(tǒng)振型 8.2.3 多自在度系統(tǒng)振動(dòng)多自在度系統(tǒng)振動(dòng) 武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院Wuhan University of Technology測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)第八章第八章 機(jī)械振動(dòng)測(cè)試與分析機(jī)械振動(dòng)測(cè)試與分析機(jī)械阻抗機(jī)械阻抗: 線性動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)在各種鼓勵(lì)的情況下，在頻域內(nèi)鼓勵(lì)與呼應(yīng)之比線性動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)在各種鼓勵(lì)的情況下，在頻域內(nèi)鼓勵(lì)與呼應(yīng)之比 頻率呼應(yīng)函數(shù)頻率呼應(yīng)函數(shù) H()=Y()/F() 機(jī)械系統(tǒng)框圖機(jī)械系統(tǒng)框圖機(jī)械阻抗為系統(tǒng)傳送函數(shù)或頻率呼應(yīng)函數(shù)的倒數(shù)機(jī)械阻抗為系統(tǒng)傳送函數(shù)或頻率呼應(yīng)函數(shù)的倒數(shù) K()=F()/Y() 機(jī)械阻抗的倒數(shù)為頻率呼應(yīng)，又稱為機(jī)

15、械導(dǎo)納機(jī)械阻抗的倒數(shù)為頻率呼應(yīng)，又稱為機(jī)械導(dǎo)納 8.2.4 機(jī)械阻抗的概念機(jī)械阻抗的概念 武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院Wuhan University of Technology測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)第八章第八章 機(jī)械振動(dòng)測(cè)試與分析機(jī)械振動(dòng)測(cè)試與分析設(shè)激振力為設(shè)激振力為(t)=F0ejt 位移阻抗位移阻抗(動(dòng)剛度動(dòng)剛度) )(00)()()(jDeYFjYjFK速度阻抗速度阻抗(機(jī)械阻抗機(jī)械阻抗) 加速度阻抗加速度阻抗(表觀質(zhì)量表觀質(zhì)量) 位移導(dǎo)納位移導(dǎo)納 (動(dòng)柔度動(dòng)柔度)速度導(dǎo)納速度導(dǎo)納(機(jī)械導(dǎo)納機(jī)械導(dǎo)納) 加速度導(dǎo)納加速度導(dǎo)納(慣性率慣性率) 2)(00)()()()

16、()(jveYFjVjFjYjFZ)(200)()()()()(jaeYFjAjFjYjFZ )(00)()()(jeFYjFjYW)2(00)()()()()(jeFYjFjVjFjYB)(020)()()()()(jeFYjFjAjFjYJ 武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院Wuhan University of Technology測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)第八章第八章 機(jī)械振動(dòng)測(cè)試與分析機(jī)械振動(dòng)測(cè)試與分析8.3 振動(dòng)的鼓勵(lì)振動(dòng)的鼓勵(lì) 1)鼓勵(lì)部分鼓勵(lì)部分 實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)系統(tǒng)的鼓勵(lì)實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)系統(tǒng)的鼓勵(lì)(輸入輸入)，使系統(tǒng)發(fā)生振動(dòng)。它主要，使系統(tǒng)發(fā)生振動(dòng)。它主要由鼓勵(lì)信號(hào)源、功率放

17、大器和激振安裝組成。由鼓勵(lì)信號(hào)源、功率放大器和激振安裝組成。 2)拾振部分拾振部分 檢測(cè)并放大被測(cè)系統(tǒng)的輸入、輸出信號(hào)，并將信號(hào)轉(zhuǎn)換成檢測(cè)并放大被測(cè)系統(tǒng)的輸入、輸出信號(hào)，并將信號(hào)轉(zhuǎn)換成一定的方式一定的方式(通常為電信號(hào)通常為電信號(hào))。它主要由傳感器、可調(diào)放大器。它主要由傳感器、可調(diào)放大器組成。組成。 3)分析記錄部分分析記錄部分 將拾振部分傳來(lái)的信號(hào)記錄下來(lái)供以后分析處置或直接將拾振部分傳來(lái)的信號(hào)記錄下來(lái)供以后分析處置或直接進(jìn)展分析處置并記下處置結(jié)果。它主要由各種記錄設(shè)備和頻進(jìn)展分析處置并記下處置結(jié)果。它主要由各種記錄設(shè)備和頻譜分析設(shè)備組成。譜分析設(shè)備組成。武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院武漢理工大學(xué)

18、機(jī)電工程學(xué)院Wuhan University of Technology測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)第八章第八章 機(jī)械振動(dòng)測(cè)試與分析機(jī)械振動(dòng)測(cè)試與分析穩(wěn)態(tài)正弦激振穩(wěn)態(tài)正弦激振 施加一個(gè)穩(wěn)定的單一頻率的正弦激振力，施加一個(gè)穩(wěn)定的單一頻率的正弦激振力，(t)=F0sint。 隨機(jī)激振隨機(jī)激振優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備通用，可靠性較高優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備通用，可靠性較高 缺陷：需求較長(zhǎng)的測(cè)定時(shí)間缺陷：需求較長(zhǎng)的測(cè)定時(shí)間 普通進(jìn)展掃頻激振，經(jīng)過(guò)掃頻激振獲得系統(tǒng)的大約特性，而普通進(jìn)展掃頻激振，經(jīng)過(guò)掃頻激振獲得系統(tǒng)的大約特性，而在接近固有頻率的重要頻段進(jìn)展穩(wěn)態(tài)正弦激振獲取嚴(yán)厲的動(dòng)態(tài)在接近固有頻率的重要頻段進(jìn)展穩(wěn)態(tài)正弦激振獲取嚴(yán)厲的動(dòng)態(tài)

19、特性特性 用白噪聲或偽隨機(jī)信號(hào)發(fā)生器作為振動(dòng)的信號(hào)源進(jìn)展的激振用白噪聲或偽隨機(jī)信號(hào)發(fā)生器作為振動(dòng)的信號(hào)源進(jìn)展的激振 Sxy (jf)=H(jf) Sx(jf) 該方法具有快速實(shí)時(shí)的優(yōu)點(diǎn)，但設(shè)備較復(fù)雜，價(jià)錢昂貴該方法具有快速實(shí)時(shí)的優(yōu)點(diǎn)，但設(shè)備較復(fù)雜，價(jià)錢昂貴. 帶寬激振法帶寬激振法 8.3.1 激振的方式激振的方式 武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院Wuhan University of Technology測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)第八章第八章 機(jī)械振動(dòng)測(cè)試與分析機(jī)械振動(dòng)測(cè)試與分析瞬態(tài)激振瞬態(tài)激振 快速正弦掃描激振快速正弦掃描激振 脈沖激振脈沖激振 階躍激振階躍激振 采用周期為采用

20、周期為T的頻率線性變化的正弦信號(hào)進(jìn)展鼓勵(lì)的頻率線性變化的正弦信號(hào)進(jìn)展鼓勵(lì)(t+T)= (t)=A0sin2(at+b)t (0t(78)n時(shí)，時(shí)，相位差接近相位差接近-180，此時(shí)滿足測(cè)試相位不失真，此時(shí)滿足測(cè)試相位不失真的條件。的條件。 使慣性式拾振器的固有頻率較低，同時(shí)使系統(tǒng)的使慣性式拾振器的固有頻率較低，同時(shí)使系統(tǒng)的阻尼率在阻尼率在0.50.7之間，這樣可以保證任務(wù)頻率的下之間，這樣可以保證任務(wù)頻率的下限到限到=1.7n，幅值誤差不超越，幅值誤差不超越5 當(dāng)運(yùn)用當(dāng)運(yùn)用(78)n進(jìn)展相位測(cè)試時(shí)，需求用移相進(jìn)展相位測(cè)試時(shí)，需求用移相器獲得相位信息。器獲得相位信息。 設(shè)計(jì)和運(yùn)用慣性式拾振器時(shí)設(shè)

21、計(jì)和運(yùn)用慣性式拾振器時(shí) 武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院Wuhan University of Technology測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)第八章第八章 機(jī)械振動(dòng)測(cè)試與分析機(jī)械振動(dòng)測(cè)試與分析2、選擇測(cè)振傳感器的原那么、選擇測(cè)振傳感器的原那么 采用位移傳感器的情況采用位移傳感器的情況 位移幅值特別重要如限幅位移幅值特別重要如限幅丈量位移幅值的場(chǎng)所丈量位移幅值的場(chǎng)所低頻振動(dòng)低頻振動(dòng)采用速度傳感器的情況采用速度傳感器的情況 位移幅值太小中頻段位移幅值太小中頻段與聲音有關(guān)的振動(dòng)丈量與聲音有關(guān)的振動(dòng)丈量 采用加速度傳感器的情況采用加速度傳感器的情況高頻振動(dòng)高頻振動(dòng)對(duì)力、載荷或應(yīng)力要分析對(duì)

22、力、載荷或應(yīng)力要分析不允許傳感器體積大、分量大的場(chǎng)所不允許傳感器體積大、分量大的場(chǎng)所 武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院Wuhan University of Technology測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)第八章第八章 機(jī)械振動(dòng)測(cè)試與分析機(jī)械振動(dòng)測(cè)試與分析8.5 振動(dòng)信號(hào)分析儀器振動(dòng)信號(hào)分析儀器 1、振動(dòng)計(jì)、振動(dòng)計(jì) 2、頻率分析儀、頻率分析儀 3、頻率特性與傳送函數(shù)分析儀、頻率特性與傳送函數(shù)分析儀 4、數(shù)字信號(hào)處置系統(tǒng)、數(shù)字信號(hào)處置系統(tǒng) 武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院Wuhan University of Technology測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)第八章第八章

23、機(jī)械振動(dòng)測(cè)試與分析機(jī)械振動(dòng)測(cè)試與分析8.6 振動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)及數(shù)據(jù)處置實(shí)例振動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)及數(shù)據(jù)處置實(shí)例 汽車平順性測(cè)試系統(tǒng)框圖汽車平順性測(cè)試系統(tǒng)框圖 武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院Wuhan University of Technology測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)第八章第八章 機(jī)械振動(dòng)測(cè)試與分析機(jī)械振動(dòng)測(cè)試與分析汽車的平順性測(cè)試過(guò)程框圖汽車的平順性測(cè)試過(guò)程框圖 40km/h穩(wěn)速直線行駛駕駛員座椅各方向的加速度曲線穩(wěn)速直線行駛駕駛員座椅各方向的加速度曲線 武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院Wuhan University of Technology測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)測(cè)試技術(shù)基

24、礎(chǔ)第八章第八章 機(jī)械振動(dòng)測(cè)試與分析機(jī)械振動(dòng)測(cè)試與分析矩形窗、漢寧窗和海明窗歸一化頻譜特性圖矩形窗、漢寧窗和海明窗歸一化頻譜特性圖 駕駛員坐椅橫向加速度自功率譜密度函數(shù)駕駛員坐椅橫向加速度自功率譜密度函數(shù) 駕駛員坐椅垂向加速度自功率譜密度函數(shù)駕駛員坐椅垂向加速度自功率譜密度函數(shù) 駕駛員坐椅縱向加速度自功率譜密度函數(shù)駕駛員坐椅縱向加速度自功率譜密度函數(shù)武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院Wuhan University of Technology測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)第八章第八章 機(jī)械振動(dòng)測(cè)試與分析機(jī)械振動(dòng)測(cè)試與分析不同車速下駕駛員坐椅處加權(quán)加速度均方根及不同車速下駕駛員坐椅處加權(quán)加

25、速度均方根及振級(jí)振級(jí)速度速度/km/h40506070800.09510.22510.35510.45510.565199.563107.047111.007113.162115.042客觀覺(jué)客觀覺(jué)得得沒(méi)有不沒(méi)有不溫馨溫馨沒(méi)有不沒(méi)有不溫馨溫馨有一些有一些不溫馨不溫馨有一些有一些不溫馨不溫馨相當(dāng)不相當(dāng)不溫馨溫馨加速度均方根加速度均方根振級(jí)振級(jí)武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院Wuhan University of Technology測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)第八章第八章 機(jī)械振動(dòng)測(cè)試與分析機(jī)械振動(dòng)測(cè)試與分析機(jī)械構(gòu)造各模態(tài)有如下參數(shù)機(jī)械構(gòu)造各模態(tài)有如下參數(shù) 固有頻率、阻尼率、當(dāng)量剛度

26、、當(dāng)量質(zhì)量等參數(shù)固有頻率、阻尼率、當(dāng)量剛度、當(dāng)量質(zhì)量等參數(shù) 對(duì)多自在度系統(tǒng)還有特定參數(shù)：主振型對(duì)多自在度系統(tǒng)還有特定參數(shù)：主振型 自在振動(dòng)法自在振動(dòng)法 估計(jì)方法估計(jì)方法穩(wěn)態(tài)正弦鼓勵(lì)法穩(wěn)態(tài)正弦鼓勵(lì)法 共振法共振法總幅值法總幅值法分量法分量法矢量法矢量法8.7 機(jī)械構(gòu)造的固有頻率和阻尼率估計(jì)機(jī)械構(gòu)造的固有頻率和阻尼率估計(jì) 武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院Wuhan University of Technology測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)第八章第八章 機(jī)械振動(dòng)測(cè)試與分析機(jī)械振動(dòng)測(cè)試與分析1、總幅值法、總幅值法 1) 固有頻率固有頻率n的估計(jì)的估計(jì) 221nr 假設(shè)假設(shè)0.1，r=n

27、假設(shè)假設(shè)不小于不小于0.1或要準(zhǔn)確估計(jì)或要準(zhǔn)確估計(jì)n值，值，需求先估計(jì)需求先估計(jì)的值的值 幅頻曲線幅頻曲線 武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院Wuhan University of Technology測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)第八章第八章 機(jī)械振動(dòng)測(cè)試與分析機(jī)械振動(dòng)測(cè)試與分析2)阻尼率阻尼率的估計(jì)的估計(jì) 21nr2222)/(4)/(111)(nnkA221nrkkkkkAnnnnnrnrr2144411)21 (4)21 (11121421111)/(4)/(111)(42422222222222222kAr21)(幅頻曲線幅頻曲線 武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院武漢理工大學(xué)機(jī)電工程

28、學(xué)院Wuhan University of Technology測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)第八章第八章 機(jī)械振動(dòng)測(cè)試與分析機(jī)械振動(dòng)測(cè)試與分析22)22(nn2)(nnn212)(nnn假設(shè)在假設(shè)在n附近取附近取2-1=，2+1=2n，且，且足夠小，此時(shí)足夠小，此時(shí)=1，或或=2，那么，那么單自在度系統(tǒng)的幅頻特性曲線單自在度系統(tǒng)的幅頻特性曲線 22221nnn224nnn武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院Wuhan University of Technology測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)第八章第八章 機(jī)械振動(dòng)測(cè)試與分析機(jī)械振動(dòng)測(cè)試與分析22411 nk由于由于在在n附近，即附近，即/

29、n1 22222, 1)/(4)/(111)(nnkAkkAAnr21411)()(222, 1 kAr21)(nn21單自在度系統(tǒng)的幅頻特性曲線單自在度系統(tǒng)的幅頻特性曲線 2242 n武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院Wuhan University of Technology測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)第八章第八章 機(jī)械振動(dòng)測(cè)試與分析機(jī)械振動(dòng)測(cè)試與分析21)()(2, 1rAA假設(shè)假設(shè) 2142)()(222, 1nrAA222, 142)()( nrAA解上式，得解上式，得 n2武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院Wuhan University of Techno

30、logy測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)第八章第八章 機(jī)械振動(dòng)測(cè)試與分析機(jī)械振動(dòng)測(cè)試與分析)/(2)/(1/1)(1)(22nnjkkcjjmjH2222222)()(1)(1)(cmkjcmkjcmkkcjjmjH22222)()(cmkmkRe2222)(cmkcIm實(shí)部部分：實(shí)部部分： 虛部部分：虛部部分： 2、分量法、分量法 武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院Wuhan University of Technology測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)第八章第八章 機(jī)械振動(dòng)測(cè)試與分析機(jī)械振動(dòng)測(cè)試與分析222222222222242222222222222222224111412241)(n

31、nnnnnnekkmkkmckmcmkmkmkkmcmkmmkcmkmkR2222222222222222222222222222241242224221)(nnnnnnnmkkmkkmckmcmkmkkmcmkkmcmkmkckmcmkmccmkcI222224111)(nnnekR2222412)(nnnmkI武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院Wuhan University of Technology測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)第八章第八章 機(jī)械振動(dòng)測(cè)試與分析機(jī)械振動(dòng)測(cè)試與分析222224111)(nnnekR2222412)(nnnmkI實(shí)部頻率曲線實(shí)部頻率曲線 虛部頻率曲線

32、虛部頻率曲線 武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院Wuhan University of Technology測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)第八章第八章 機(jī)械振動(dòng)測(cè)試與分析機(jī)械振動(dòng)測(cè)試與分析kkkkkRe)1 (41)1 (411)22(421)21 (4421)21 (4)21 (1)21 (11)(22222max222224111)(nnnekR2222412)(nnnmkI分析分析 當(dāng)當(dāng)=n時(shí)，時(shí)，0)(neR 當(dāng)當(dāng) 211n時(shí)，實(shí)部具有最大值；時(shí)，實(shí)部具有最大值； 當(dāng)當(dāng) 211n時(shí)，實(shí)部具有最小值；時(shí)，實(shí)部具有最小值； kRe)1 (41)(maxkRe)1 (41)(mink

33、kkkkRe)1 (41)1 (411)22(421)21 (4421)21 (4)21 (1)21 (11)(22222min武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院Wuhan University of Technology測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)第八章第八章 機(jī)械振動(dòng)測(cè)試與分析機(jī)械振動(dòng)測(cè)試與分析此時(shí)此時(shí) nn)1 (211nn)1 (212n212那么那么實(shí)部頻率曲線實(shí)部頻率曲線 武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院Wuhan University of Technology測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)第八章第八章 機(jī)械振動(dòng)測(cè)試與分析機(jī)械振動(dòng)測(cè)試與分析在在 24221122131nn時(shí)，時(shí)，kIm21)(min2222412)(nn