2016年《振動測試實驗》綜合練習(xí)題

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上2016年振動測試實驗綜合練習(xí)題1、 關(guān)于振動傳感器，請回答以下問題：1） 振動傳感器主要有那些類型？哪種傳感器目前使用最廣泛？答：振動傳感器按所測機械量分為位移傳感器、速度傳感器、加速度傳感器、 力傳感器、應(yīng)變傳感器、扭振傳感器、扭矩傳感器。 目前使用最廣泛的是加速度傳感器。2） 加速度傳感器安裝方式有哪些？對于飛機空中振動環(huán)境測試，你認(rèn)為哪幾種安裝方式較合適？ 答：加速度傳感器安裝方式：剛螺栓連接、膠合螺栓、石蠟粘接、雙面膠、永久磁鐵。 對于飛機空中振動環(huán)境測試，用剛螺栓連接、膠合螺栓較合適。3） 加速度傳感器和力傳感器的主要技術(shù)指標(biāo)？ 答：（1）靈敏度：電信號輸

2、出與被測運動輸入之比。加速度傳感器的靈敏度通常為V/g或PC/ms-2、V/ms-2。力傳感器的靈敏度通常為V/N。（2）頻率響應(yīng)特性（包括幅頻特性和相頻特性）。（3）動態(tài)范圍：可測量的最大振動量與最小振動量之比。下限取決于連接電纜和測量電路的電噪聲，上限取決于傳感器的結(jié)構(gòu)強度。（4）橫向靈敏度：垂直于主軸的橫向振動也會使傳感器產(chǎn)山輸出信號。該信號與主軸靈敏度的百分比為橫向靈敏度。（5）幅值線性度：實際傳感器的輸出信號只在一定幅值范圍內(nèi)與被測振動成正比（即保持線性特性）。在規(guī)定線性度內(nèi)可測幅值范圍稱為線性范圍。4） 一般振動數(shù)據(jù)采集設(shè)備最大輸入電壓為10伏。測量一結(jié)構(gòu)加速度響應(yīng)，加速度最大值預(yù)

3、估約為20g，現(xiàn)有加速度傳感器甲（靈敏度：50mv/g）、乙（靈敏度：500mv/g）各一只，選用哪一個傳感器？請說明理由。答：靈敏度等于輸入電壓除以加速度為10V/20g = 500 mv/g，所以選擇乙傳感器。2、關(guān)于激振器，請回答以下問題：1）常用的激振器安裝方式有哪兩種？兩種安裝方式的分別有何技術(shù)要求？答：常用的激振器安裝方式：剛性支承、柔性懸掛。 剛性支承安裝要求：垂直向、橫向、縱向支承剛度足夠大。 支承系統(tǒng)（激振器+支架）的最低階固有頻率試驗件最高階固有頻率。 柔性懸掛安裝要求：垂直向、橫向、縱向支承剛度足夠小。 激振系統(tǒng)（激振器）的最高階剛體模態(tài)固有頻率試驗件最低階固有頻率。2）

4、 用一臺激振器做模態(tài)試驗時，激振位置如何選擇？答：選擇合適的激振點和測量點。要求激振點在主受力構(gòu)件上，且不能在節(jié)線或節(jié)點上。3） 繪出激振器安裝示意圖，詳述激振器安裝過程和重點注意事項。答：安裝示意圖：激振器安裝過程：選擇安裝方式（剛性支撐或柔性懸掛）。頂桿旋入激振器。力傳感器旋入試驗件（使頂桿、力傳感器軸線與激振器軸線一致）。注意事項：使頂桿、力傳感器軸線與激振器軸線一致。旋轉(zhuǎn)頂桿，使其自然旋入力傳感器螺孔內(nèi)。嚴(yán)禁拉壓激振器動圈。拎緊頂桿，使頂桿、力傳感與激振器之間緊固。3、關(guān)于動態(tài)信號分析儀，請回答以下問題：1）動態(tài)信號分析儀的基本組成？每個輸入通道由哪些基本硬件組成？答：動態(tài)信號分析儀的

5、基本組成有：傳感器適調(diào)器、抗混濾波器、程控放大器、采樣保持器、A/D變換器、DSP、FPP、信號源（D/A ）、CPU、RAM、控制軟件、計算分析軟件。一個完整的單通道動態(tài)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由抗混濾波器、采樣保持器、程控放大器、A/D變換器構(gòu)成。2） 抗混濾波器和程控放大器的作用？答：經(jīng)抗混濾波器濾波，信號截止頻率被限制在0fc（2fc fs）范圍，從而防止頻率混疊及由此產(chǎn)生的誤差。經(jīng)程控放大器放大，信號幅值接近A/D轉(zhuǎn)換器的滿量程，從而可以充分利用A/D 轉(zhuǎn)換器的動態(tài)范圍。3） 動態(tài)信號分析儀的哪個參數(shù)與抗混濾波器關(guān)聯(lián)？哪個參數(shù)與程控放大器關(guān)聯(lián)？答：抗混濾波器與動態(tài)信號分析儀的采樣頻率關(guān)聯(lián)；程控放

6、大器與動態(tài)信號分析儀的輸入電壓信號有關(guān)。4）使用動態(tài)信號分析儀測試頻響函數(shù)，分別用激振器隨機信號激振和力錘激振。請說明動態(tài)信號分析儀設(shè)置的參數(shù)有哪些不同之處？答：量程不同：隨機信號激振使用自動量程，力錘激振使用固定量程。 窗函數(shù)不同：隨機信號激振使用Hanning窗，力錘激振使用力和指數(shù)窗。 信號源不同：隨機信號激振是隨機信號源，力錘激振無信號源，用力錘敲擊。 觸發(fā)不同：隨機信號激振是自由觸發(fā)，力錘激振是力錘觸發(fā)。4、 測量一簡單試件固有頻率，試件的質(zhì)量約為200克，其前3階固有頻率估算值在36Hz至108Hz間?，F(xiàn)有20Kg激振器一臺，小力錘一把，有兩種型號加速度傳感器，傳感器甲質(zhì)量為4克，

7、傳感器乙質(zhì)量為25克。請選擇其中較合適的激振設(shè)備與傳感器，并說明理由。答：選擇20Kg激振器和加速度傳感器甲（4g）比較合適。因為激振器能夠提供一定激振力的頻率范圍，題中頻率估算值在36Hz至108Hz間，所以選用20Kg激振器；加速度傳感器的質(zhì)量相對于被測對象的質(zhì)量，越小越好。一般而言，要求小于1/10。題中所測試件質(zhì)量為200g,所選加速度傳感器的質(zhì)量要小于20g,傳感器甲為4g,符合要求。5、關(guān)于傳感器校準(zhǔn)，請回答以下問題：1）繪出比較法校準(zhǔn)系統(tǒng)原理圖，簡述比較法校準(zhǔn)加速度傳感器頻率響應(yīng)特性的過程；答：比較法校準(zhǔn)系統(tǒng)原理圖：校準(zhǔn)傳感器頻率響應(yīng)特性過程：采用比較法對測量用工作傳感器進行校準(zhǔn)

8、，將被校傳感器安裝在標(biāo)準(zhǔn)傳感器的上面，下方是激振器，然后將傳感器接適調(diào)器顯示被校傳感器的電壓值，通過被較傳感器（即工作傳感器）與標(biāo)準(zhǔn)傳感器進行比較從而到達(dá)校準(zhǔn)的目的。2） 若標(biāo)準(zhǔn)加速度傳感器的靈敏度為100.6mv/g，輸出電壓U0為200.8mv，被校傳感器輸出電壓U1為126.2 mv，被校加速度傳感器的靈敏度是多少？答：被校傳感器輸出電壓U1 = 126.2 mv，標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)的輸出為U0 = 200.8 mv，已知標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)的靈敏度為S0 = 100.6 mv/g，那么被校準(zhǔn)傳感器的靈敏度為S1=（U1/U0）S0，即S1=（126.2/200.8）*100.6=63.2 mv/g3） 用重

9、力法校準(zhǔn)力傳感器，需要哪些設(shè)備和裝置（可用示意圖說明）？簡述校準(zhǔn)過程。答：示意圖如下：校準(zhǔn)過程：安裝傳感器與質(zhì)量塊；用分析儀捕捉并記錄懸線失穩(wěn)后的質(zhì)量塊的自由落體信號；根據(jù)記錄數(shù)據(jù)求取靈敏度。6、關(guān)于振動模態(tài)試驗：1）采用激振器激振，繪出設(shè)備連接示意圖；答：如圖所示：2） 采用力錘激振，繪出設(shè)備連接示意圖；答：如圖所示：3） 詳述試驗過程；答：試驗件仿真：試驗?zāi)B(tài)分析可以在機械、結(jié)構(gòu)的運行現(xiàn)場進行，也可以在實驗室進行。在實驗室條件，必須使用機械、結(jié)構(gòu)試件的狀態(tài)（包括邊界條件）與真實情況盡量相符合，這就是所謂的試驗件狀態(tài)仿真；激振器和傳感器的布置：首先根據(jù)試驗分析要求選定激振和測量點的坐標(biāo)。對于

10、空間結(jié)構(gòu)試件，往往需要測量一個點的三個方向，這時選用三軸振動傳感器。安裝傳感器時，應(yīng)該按照試驗分析頻率范圍，選用固定方式；頻響函數(shù)測試：包括振動響應(yīng)與激振力的測量和校準(zhǔn)，數(shù)據(jù)采集與信號分析及頻率響應(yīng)估計等環(huán)節(jié)。校準(zhǔn)結(jié)果對于結(jié)果的精度有很大影響；模態(tài)參數(shù)識別：可分為單模態(tài)和多模態(tài)分析兩種情況，多模態(tài)識別的方式有兩種，即單個頻率響應(yīng)函數(shù)擬合和多個頻率響應(yīng)函數(shù)擬合；試驗結(jié)果顯示和輸出：將各階模態(tài)頻率、阻尼比和振型制作成表格形式輸出，注意到模態(tài)參數(shù)不僅是系統(tǒng)動態(tài)特性在頻域的描述，也是空間域的描述。4）頻響函數(shù)檢驗方法及概念？答：頻響函數(shù)檢驗方法：相干性檢驗：經(jīng)典的相干函數(shù)檢驗一般只適用于經(jīng)典的頻率響應(yīng)估計方法，即H1估計；互易性檢驗：在正式試驗?zāi)B(tài)分析開始之前，可選測某點（i）的頻率響應(yīng)（設(shè)激振點坐標(biāo)為j）Hij(),然后將激振點與測量點互換，再測量這時的頻率響應(yīng)Hji(),檢查兩者是否一致；重復(fù)性檢驗：在試驗開始及結(jié)束時，測量同一坐標(biāo)的頻率響應(yīng)，檢查二者是否一致，主要用來檢驗試驗件與測試系統(tǒng)的狀態(tài)是否變化。5