隨機(jī)振動(dòng)及試驗(yàn)技術(shù)-激振設(shè)備與激振技術(shù)教學(xué)課件

振動(dòng)測(cè)試與分析技術(shù)沈陽(yáng)航空航天大學(xué)艾延廷2009年8月2018/107主要內(nèi)容1.振動(dòng)過(guò)程的時(shí)域和頻域描述2振動(dòng)傳感器測(cè)量系統(tǒng)3頻率分析及數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)4.振動(dòng)激勵(lì)設(shè)備和激振技術(shù)5.結(jié)構(gòu)模態(tài)試驗(yàn)分析6.旋轉(zhuǎn)機(jī)械的振動(dòng)測(cè)試技術(shù)2018/10724振動(dòng)激勵(lì)設(shè)備和激振技術(shù)4.1概述隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)的必要性:代替現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),縮短產(chǎn)品研發(fā)周期,減少開(kāi)發(fā)成本實(shí)驗(yàn)室再現(xiàn)的可能性:新的試驗(yàn)方法及標(biāo)準(zhǔn)的制訂,新設(shè)備的研制,使實(shí)驗(yàn)室中的實(shí)驗(yàn)等在一定程度上再現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)情況。隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)分類:(1)耐久性試驗(yàn):也叫強(qiáng)度試驗(yàn),用于評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)或試件的抗隨機(jī)振動(dòng)特性,研究其強(qiáng)度破壞及疲勞壽命等問(wèn)題。2018/10734振動(dòng)激勵(lì)設(shè)備和激振技術(shù)4.1概述(2)功能試驗(yàn):研究在隨機(jī)振動(dòng)環(huán)境下結(jié)構(gòu)或試件的功能特性。主要是檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)或試件在使用振動(dòng)環(huán)境下是否產(chǎn)生功能失靈以及各機(jī)件的連接、固定、安裝變形及間隙之類的工藝要求是否受到破壞等。(3)響應(yīng)試驗(yàn):對(duì)振動(dòng)結(jié)構(gòu)作動(dòng)力響應(yīng)特性試驗(yàn)是現(xiàn)代產(chǎn)品的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、適用不可或缺的研究環(huán)節(jié)。2018/1074振動(dòng)激勵(lì)設(shè)備和激振技術(shù)4.2隨機(jī)振動(dòng)的等價(jià)條件隨機(jī)振動(dòng)是不確定的,如何再現(xiàn),需要等價(jià)條件隨機(jī)振動(dòng)等價(jià):兩個(gè)隨機(jī)振動(dòng)的全部統(tǒng)計(jì)特性相同。但用如下特性實(shí)現(xiàn):(1)幅值域:均值、方差和均方值。(2)時(shí)差域:自相關(guān)函數(shù)。(3)自功率譜密度函數(shù)。對(duì)于多輸入系統(tǒng),還要進(jìn)行互相關(guān)函數(shù)和互譜密度函數(shù)的模擬。2018/10754振動(dòng)激勵(lì)設(shè)備和激振技術(shù)4.2隨機(jī)振動(dòng)的等價(jià)條件單一隨機(jī)振動(dòng)模擬的等價(jià)條件討論設(shè)現(xiàn)場(chǎng)隨機(jī)振動(dòng)為x(1),x(t)與x(t)等價(jià)首先:(1)均值A(chǔ)2=px(4.1)(2)標(biāo)準(zhǔn)差σ2=x(4.2)由(2)和(1)導(dǎo)出v2=v2,說(shuō)明隨機(jī)振動(dòng)x(t)與x(t)的振動(dòng)總能量及其靜態(tài)分量都相等。(3)f1=f1;2=f2(4.3)f,/2,f,f2分別是G(f)與G-(∫)的峰值對(duì)應(yīng)的頻率2018/10764振動(dòng)激勵(lì)設(shè)備和激振技術(shù)4.2隨機(jī)振動(dòng)的等價(jià)條件G(f)0(4)G1(f)=G1(∫1)G1(f2)=G2(2)條件(3)、(4)表示含有振動(dòng)能量極大值的頻率成分相同,而且這些頻率上的振動(dòng)能量大小也相同。條件(1)、(2)表示G1(f)與G2(f)下面的面積相等。要求嚴(yán)格時(shí),有G2(f)=G2(∫)4.5)2018/10774振動(dòng)激勵(lì)設(shè)備和激振技術(shù)4.3振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)分類4.3.1正弦振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)(1)定頻試驗(yàn)在一個(gè)或幾個(gè)頻率下進(jìn)行定頻試驗(yàn),以考核試件的抗振能力和耐振強(qiáng)度。試件正弦振動(dòng)功率前置顯示自動(dòng)控制儀放大器「振動(dòng)臺(tái)放大器記錄儀(2)正弦掃描(掃頻)試驗(yàn)規(guī)定量級(jí),正弦激勵(lì)信號(hào)的頻率隨時(shí)間變化。2018/10784振動(dòng)激勵(lì)設(shè)備和激振技術(shù)(2)正弦掃描(掃頻)試驗(yàn)A.線性掃描d、B(常數(shù))B<0逆掃描dfB<0正掃描B.對(duì)數(shù)掃描d=B常數(shù))-對(duì)數(shù)掃描率4.7)dtJsB(常數(shù))掃描/→f的時(shí)間:t=nm(4.8)或f=fe′(4.9)2018/10794振動(dòng)激勵(lì)設(shè)備和激振技術(shù)4.3.2正弦振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)工程中常用倍頻程掃描,表示為:f=f12k-單位時(shí)間內(nèi)掃過(guò)頻率的倍頻程數(shù)目,稱為倍頻程掃描率。取∫=f1ef=∫12由(4.8)知,以