機(jī)械振動(dòng)的測(cè)試

1、Measurement and Test for Mechanical Vibration第第7章章 機(jī)械振動(dòng)的測(cè)試機(jī)械振動(dòng)的測(cè)試第第7 7章章 機(jī)械振動(dòng)的測(cè)試機(jī)械振動(dòng)的測(cè)試 學(xué)習(xí)機(jī)械振動(dòng)的基本知識(shí)，重點(diǎn)掌握機(jī)械系統(tǒng)的力學(xué)習(xí)機(jī)械振動(dòng)的基本知識(shí)，重點(diǎn)掌握機(jī)械系統(tǒng)的力學(xué)模型、單自由度振動(dòng)系統(tǒng)的受迫振動(dòng)、慣性式測(cè)振傳學(xué)模型、單自由度振動(dòng)系統(tǒng)的受迫振動(dòng)、慣性式測(cè)振傳感器（特別是壓電式加速度計(jì)）的原理與結(jié)構(gòu)。對(duì)振動(dòng)感器（特別是壓電式加速度計(jì)）的原理與結(jié)構(gòu)。對(duì)振動(dòng)的激勵(lì)、振動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)的測(cè)試有一般了解。的激勵(lì)、振動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)的測(cè)試有一般了解。重點(diǎn)重點(diǎn)單自由度振動(dòng)系統(tǒng)的受迫振動(dòng)，慣性式測(cè)振傳感單自由度振動(dòng)系統(tǒng)的

2、受迫振動(dòng)，慣性式測(cè)振傳感器原理，壓電式加速度計(jì)。器原理，壓電式加速度計(jì)。學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)與難點(diǎn)難點(diǎn)難點(diǎn)慣性式測(cè)振傳感器原理。慣性式測(cè)振傳感器原理。第第7 7章章 機(jī)械振動(dòng)的測(cè)試機(jī)械振動(dòng)的測(cè)試7.1 概述概述7.2 振動(dòng)測(cè)試的理論基礎(chǔ)振動(dòng)測(cè)試的理論基礎(chǔ)7.3 測(cè)振傳感器測(cè)振傳感器7.4 振動(dòng)的激勵(lì)振動(dòng)的激勵(lì)7.5 機(jī)械系統(tǒng)振動(dòng)參數(shù)的估計(jì)機(jī)械系統(tǒng)振動(dòng)參數(shù)的估計(jì)7.6 振動(dòng)測(cè)試示例振動(dòng)測(cè)試示例學(xué)習(xí)內(nèi)容學(xué)習(xí)內(nèi)容第第7 7章章 機(jī)械振動(dòng)的測(cè)試機(jī)械振動(dòng)的測(cè)試 機(jī)械振動(dòng)是工程技術(shù)中常見的物理現(xiàn)象。除了利用機(jī)械振動(dòng)是工程技術(shù)中常見的物理現(xiàn)象。除了利用振動(dòng)原理進(jìn)行工作的機(jī)械以外，振動(dòng)都是有害的。振

3、動(dòng)振動(dòng)原理進(jìn)行工作的機(jī)械以外，振動(dòng)都是有害的。振動(dòng)能破壞機(jī)械的正常工作，加快機(jī)械的失效，降低其壽命。能破壞機(jī)械的正常工作，加快機(jī)械的失效，降低其壽命。振動(dòng)本身以及由它引起的噪聲，對(duì)人體的健康也是有害振動(dòng)本身以及由它引起的噪聲，對(duì)人體的健康也是有害的。通過對(duì)機(jī)械設(shè)備振動(dòng)的測(cè)量，可以對(duì)其工作狀態(tài)進(jìn)的。通過對(duì)機(jī)械設(shè)備振動(dòng)的測(cè)量，可以對(duì)其工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，進(jìn)行故障診斷，還可以為改進(jìn)其動(dòng)態(tài)特性行實(shí)時(shí)檢測(cè)，進(jìn)行故障診斷，還可以為改進(jìn)其動(dòng)態(tài)特性提供依據(jù)。提供依據(jù)。 7.1 概述概述Introduction第第7 7章章 機(jī)械振動(dòng)的測(cè)試機(jī)械振動(dòng)的測(cè)試機(jī)械振動(dòng)（簡(jiǎn)稱振動(dòng)）機(jī)械振動(dòng)（簡(jiǎn)稱振動(dòng)）：一種特殊的運(yùn)動(dòng)

4、形式，指的是：一種特殊的運(yùn)動(dòng)形式，指的是機(jī)械系統(tǒng)的某些運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)（如振幅、振動(dòng)速度、振動(dòng)機(jī)械系統(tǒng)的某些運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)（如振幅、振動(dòng)速度、振動(dòng)加速度等）在一定數(shù)值附近隨時(shí)間變化的振蕩現(xiàn)象。加速度等）在一定數(shù)值附近隨時(shí)間變化的振蕩現(xiàn)象。7.1.1 機(jī)械振動(dòng)的概念機(jī)械振動(dòng)的概念7.1.2 振動(dòng)的分類振動(dòng)的分類1. 按產(chǎn)生振動(dòng)的原因分按產(chǎn)生振動(dòng)的原因分 自由振動(dòng)自由振動(dòng)系統(tǒng)受初始干擾或外部激振力取消后，系統(tǒng)本系統(tǒng)受初始干擾或外部激振力取消后，系統(tǒng)本身由彈性恢復(fù)力和慣性力來維持的振動(dòng)身由彈性恢復(fù)力和慣性力來維持的振動(dòng) 受迫振動(dòng)受迫振動(dòng)由于外界持續(xù)干擾引起和維持的振動(dòng)由于外界持續(xù)干擾引起和維持的振動(dòng) 自激振動(dòng)

5、自激振動(dòng)沒有外部激振力而由系統(tǒng)本身產(chǎn)生的交變力激沒有外部激振力而由系統(tǒng)本身產(chǎn)生的交變力激發(fā)和維持的一種穩(wěn)定的周期性振動(dòng)發(fā)和維持的一種穩(wěn)定的周期性振動(dòng)第第7 7章章 機(jī)械振動(dòng)的測(cè)試機(jī)械振動(dòng)的測(cè)試2. 按振動(dòng)參數(shù)隨時(shí)間的變化規(guī)律分按振動(dòng)參數(shù)隨時(shí)間的變化規(guī)律分 確定性振動(dòng)確定性振動(dòng) 非確定性振動(dòng)（隨機(jī)振動(dòng)）非確定性振動(dòng)（隨機(jī)振動(dòng)）振動(dòng)參數(shù)隨時(shí)間的變化無確定規(guī)律的振動(dòng)，需按概率數(shù)理振動(dòng)參數(shù)隨時(shí)間的變化無確定規(guī)律的振動(dòng)，需按概率數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法來處理統(tǒng)計(jì)的方法來處理簡(jiǎn)諧振動(dòng)簡(jiǎn)諧振動(dòng) （正弦振動(dòng)）（正弦振動(dòng)）非簡(jiǎn)諧周期振動(dòng)非簡(jiǎn)諧周期振動(dòng) 瞬態(tài)振動(dòng)瞬態(tài)振動(dòng) 振動(dòng)參數(shù)隨時(shí)間按正弦或余弦規(guī)律變振動(dòng)參數(shù)隨時(shí)間按正弦

6、或余弦規(guī)律變化的周期性振動(dòng)，是最基本的振動(dòng)形式化的周期性振動(dòng)，是最基本的振動(dòng)形式振動(dòng)參數(shù)隨時(shí)間非按正弦或余弦規(guī)律振動(dòng)參數(shù)隨時(shí)間非按正弦或余弦規(guī)律變化的周期性振動(dòng)變化的周期性振動(dòng)振動(dòng)參數(shù)隨時(shí)間按非周期規(guī)律變化的振動(dòng)參數(shù)隨時(shí)間按非周期規(guī)律變化的振動(dòng)振動(dòng)第第7 7章章 機(jī)械振動(dòng)的測(cè)試機(jī)械振動(dòng)的測(cè)試3. 按振動(dòng)系統(tǒng)的自由度分按振動(dòng)系統(tǒng)的自由度分 單自由度振動(dòng)單自由度振動(dòng)用一個(gè)廣義坐標(biāo)即可描述振動(dòng)體位置的振動(dòng)用一個(gè)廣義坐標(biāo)即可描述振動(dòng)體位置的振動(dòng) 多自由度振動(dòng)多自由度振動(dòng)需用兩個(gè)或兩個(gè)以上廣義坐標(biāo)才能描述振動(dòng)體位置的振動(dòng)需用兩個(gè)或兩個(gè)以上廣義坐標(biāo)才能描述振動(dòng)體位置的振動(dòng) 連續(xù)彈性體振動(dòng)連續(xù)彈性體振動(dòng)需用

7、無限個(gè)廣義坐標(biāo)才能描述振動(dòng)體位置的振動(dòng)需用無限個(gè)廣義坐標(biāo)才能描述振動(dòng)體位置的振動(dòng)4. 按振動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)的特征分按振動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)的特征分 非線性振動(dòng)非線性振動(dòng)需用非線性微分方程描述的振動(dòng)，不能運(yùn)用疊加原理需用非線性微分方程描述的振動(dòng)，不能運(yùn)用疊加原理可用線性微分方程描述的振動(dòng)，能運(yùn)用疊加原理可用線性微分方程描述的振動(dòng)，能運(yùn)用疊加原理 線性振動(dòng)線性振動(dòng)第第7 7章章 機(jī)械振動(dòng)的測(cè)試機(jī)械振動(dòng)的測(cè)試7.1.3 振動(dòng)測(cè)試的主要工作內(nèi)容振動(dòng)測(cè)試的主要工作內(nèi)容1. 基本振動(dòng)參數(shù)的測(cè)試基本振動(dòng)參數(shù)的測(cè)試 產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)、工況監(jiān)測(cè)、故障診斷產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)、工況監(jiān)測(cè)、故障診斷液壓馬達(dá)、機(jī)車牽引電機(jī)振動(dòng)的檢測(cè)液壓馬

8、達(dá)、機(jī)車牽引電機(jī)振動(dòng)的檢測(cè)第第7 7章章 機(jī)械振動(dòng)的測(cè)試機(jī)械振動(dòng)的測(cè)試 7.2 振動(dòng)測(cè)試的理論基礎(chǔ)振動(dòng)測(cè)試的理論基礎(chǔ)Theoretical Foundation forTest and Measurement of Vibration7.2.1 簡(jiǎn)諧振動(dòng)簡(jiǎn)諧振動(dòng) 簡(jiǎn)諧振動(dòng)是最簡(jiǎn)單、最基本的簡(jiǎn)諧振動(dòng)是最簡(jiǎn)單、最基本的機(jī)械振動(dòng)形式，其振動(dòng)參數(shù)（振幅、機(jī)械振動(dòng)形式，其振動(dòng)參數(shù)（振幅、振動(dòng)速度、振動(dòng)加速度）均為時(shí)間振動(dòng)速度、振動(dòng)加速度）均為時(shí)間的正弦或余弦函數(shù)。的正弦或余弦函數(shù)。其他復(fù)雜的振其他復(fù)雜的振動(dòng)都可以看成許多或無窮個(gè)簡(jiǎn)諧振動(dòng)都可以看成許多或無窮個(gè)簡(jiǎn)諧振動(dòng)的合成（疊加）。動(dòng)的合成（疊加）。第第

9、7 7章章 機(jī)械振動(dòng)的測(cè)試機(jī)械振動(dòng)的測(cè)試 tAtzzsin)(振幅振幅振動(dòng)速度振動(dòng)速度 2sin)( tAdttdzz 振動(dòng)加速度振動(dòng)加速度 tAdttzdzsin)(222 )(tz第第7 7章章 機(jī)械振動(dòng)的測(cè)試機(jī)械振動(dòng)的測(cè)試7.2.2 單自由度振動(dòng)系統(tǒng)的力學(xué)模型單自由度振動(dòng)系統(tǒng)的力學(xué)模型 對(duì)于一般的機(jī)械系統(tǒng)來說，其力學(xué)模型通?？珊?jiǎn)化為對(duì)于一般的機(jī)械系統(tǒng)來說，其力學(xué)模型通?？珊?jiǎn)化為一個(gè)一個(gè)二階的二階的“質(zhì)量質(zhì)量-彈簧彈簧-阻尼阻尼”單自由度振動(dòng)系統(tǒng)單自由度振動(dòng)系統(tǒng)。 “質(zhì)量質(zhì)量-彈簧彈簧-阻尼阻尼”系統(tǒng)系統(tǒng)阻尼比阻尼比kmc2 固有頻率固有頻率mkn 第第7 7章章 機(jī)械振動(dòng)的測(cè)試機(jī)械振動(dòng)的

10、測(cè)試1. 由作用在質(zhì)量上的力所引起的受迫振動(dòng)由作用在質(zhì)量上的力所引起的受迫振動(dòng) 振動(dòng)方程為振動(dòng)方程為)(22tfkzdtdzcdzzdm 振動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性振動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性測(cè)試的理論基礎(chǔ)！測(cè)試的理論基礎(chǔ)！22dtzdz 振動(dòng)加速度振動(dòng)加速度dtdzz 振動(dòng)速度振動(dòng)速度z振幅振幅7.2.3 單自由度振動(dòng)系統(tǒng)的受迫振動(dòng)單自由度振動(dòng)系統(tǒng)的受迫振動(dòng)第第7 7章章 機(jī)械振動(dòng)的測(cè)試機(jī)械振動(dòng)的測(cè)試傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)kcsmssFsZsH 21)()()(頻響函數(shù)頻響函數(shù) nnjkjFjZjH /2/1/1)()()(2 kmc2 其中其中 ， 。mkn 222/2/1/1)(nnkA 幅頻特性幅頻特性相頻特性相

11、頻特性 2/1/2arctan)(nn 二階二階低通低通第第7 7章章 機(jī)械振動(dòng)的測(cè)試機(jī)械振動(dòng)的測(cè)試707. 0 幅值（位移）共振幅值（位移）共振：當(dāng)：當(dāng) 時(shí)，對(duì)應(yīng)于某一頻率幅頻時(shí)，對(duì)應(yīng)于某一頻率幅頻特性值出現(xiàn)最大峰值的現(xiàn)象。特性值出現(xiàn)最大峰值的現(xiàn)象。221 nr幅值（位移）共振頻幅值（位移）共振頻率率當(dāng)當(dāng) 很小時(shí)，很小時(shí)， ，據(jù)此可估計(jì)固有頻率。，據(jù)此可估計(jì)固有頻率。nr 第第7 7章章 機(jī)械振動(dòng)的測(cè)試機(jī)械振動(dòng)的測(cè)試n 90)( n 相位共振相位共振： 當(dāng)當(dāng) 時(shí)，必有時(shí)，必有 ，位移響，位移響應(yīng)的相位一定落后于激振力應(yīng)的相位一定落后于激振力90，稱為相位共振。，稱為相位共振。 通過測(cè)定位移響

12、應(yīng)的相位落后于激振力通過測(cè)定位移響應(yīng)的相位落后于激振力90所對(duì)應(yīng)的頻率所對(duì)應(yīng)的頻率（相位共振頻率（相位共振頻率 ），也可估計(jì)固有頻率。），也可估計(jì)固有頻率。 n 第第7 7章章 機(jī)械振動(dòng)的測(cè)試機(jī)械振動(dòng)的測(cè)試2. 由基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)所引起的受迫振動(dòng)由基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)所引起的受迫振動(dòng) 振動(dòng)方程為振動(dòng)方程為21222dtzdmkzdtdzcdtzdm 10zzz 1z基礎(chǔ)相對(duì)大地（慣性參照系）的絕對(duì)運(yùn)動(dòng)基礎(chǔ)相對(duì)大地（慣性參照系）的絕對(duì)運(yùn)動(dòng) 0z質(zhì)量塊相對(duì)大地的絕對(duì)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量塊相對(duì)大地的絕對(duì)運(yùn)動(dòng) z質(zhì)量塊相對(duì)基礎(chǔ)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量塊相對(duì)基礎(chǔ)的相對(duì)運(yùn)動(dòng) 慣性式測(cè)振傳感器慣性式測(cè)振傳感器測(cè)振的理論基礎(chǔ)！測(cè)振的理論基礎(chǔ)！第第7

13、7章章 機(jī)械振動(dòng)的測(cè)試機(jī)械振動(dòng)的測(cè)試 2222/2/1/1)(nnnkA 幅頻特性幅頻特性相頻特性相頻特性 2/1/2arctan)(nn 二階二階高通高通第第7 7章章 機(jī)械振動(dòng)的測(cè)試機(jī)械振動(dòng)的測(cè)試7.2.4 機(jī)械阻抗與機(jī)械導(dǎo)納機(jī)械阻抗與機(jī)械導(dǎo)納 機(jī)械阻抗機(jī)械阻抗是在機(jī)械結(jié)構(gòu)的動(dòng)力分析中被廣泛應(yīng)用的一是在機(jī)械結(jié)構(gòu)的動(dòng)力分析中被廣泛應(yīng)用的一種理論分析與試驗(yàn)測(cè)試相結(jié)合的動(dòng)態(tài)分析方法。定義為線種理論分析與試驗(yàn)測(cè)試相結(jié)合的動(dòng)態(tài)分析方法。定義為線性動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)在各種激勵(lì)（激振力）性動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)在各種激勵(lì)（激振力） 下，在頻域內(nèi)激下，在頻域內(nèi)激勵(lì)勵(lì) 與響應(yīng)與響應(yīng) 之比，即之比，即)( jF)( jY)(tf

14、)()()( jYjFjK 機(jī)械阻抗即為系統(tǒng)傳遞函數(shù)的倒數(shù)。當(dāng)激勵(lì)為正弦激機(jī)械阻抗即為系統(tǒng)傳遞函數(shù)的倒數(shù)。當(dāng)激勵(lì)為正弦激振力時(shí)，機(jī)械阻抗為系統(tǒng)頻率響應(yīng)函數(shù)的倒數(shù)。振力時(shí)，機(jī)械阻抗為系統(tǒng)頻率響應(yīng)函數(shù)的倒數(shù)。機(jī)械阻抗的倒數(shù)即為頻率響應(yīng)，又稱為機(jī)械阻抗的倒數(shù)即為頻率響應(yīng)，又稱為機(jī)械導(dǎo)納機(jī)械導(dǎo)納。第第7 7章章 機(jī)械振動(dòng)的測(cè)試機(jī)械振動(dòng)的測(cè)試1. 機(jī)械阻抗機(jī)械阻抗 位移阻抗（動(dòng)剛度）位移阻抗（動(dòng)剛度）)()()( jYjFjKD 速度阻抗（機(jī)械阻抗）速度阻抗（機(jī)械阻抗）)()()()()( jVjFjYjFjZv 加速度阻抗（表觀質(zhì)量）加速度阻抗（表觀質(zhì)量）)()()()()( jAjFjYjFjZa

15、第第7 7章章 機(jī)械振動(dòng)的測(cè)試機(jī)械振動(dòng)的測(cè)試2. 機(jī)械導(dǎo)納機(jī)械導(dǎo)納 位移導(dǎo)納（動(dòng)柔度）位移導(dǎo)納（動(dòng)柔度）)()()( jFjYjW 速度導(dǎo)納（機(jī)械導(dǎo)納）速度導(dǎo)納（機(jī)械導(dǎo)納）)()()()()( jFjVjFjYjB 加速度導(dǎo)納（慣性率）加速度導(dǎo)納（慣性率）)()()()()( jFjAjFjYjJ 第第7 7章章 機(jī)械振動(dòng)的測(cè)試機(jī)械振動(dòng)的測(cè)試 7.3 測(cè)振傳感器測(cè)振傳感器Sensors for Test and Measurement of Vibration 測(cè)振傳感器也稱為拾振器（測(cè)振傳感器也稱為拾振器（pick up），是將被測(cè)振），是將被測(cè)振動(dòng)參數(shù)（振幅、振動(dòng)速度、振動(dòng)加速度）轉(zhuǎn)換為與

16、之有動(dòng)參數(shù)（振幅、振動(dòng)速度、振動(dòng)加速度）轉(zhuǎn)換為與之有對(duì)應(yīng)關(guān)系的參量（如電荷、電壓、電流、電阻、電容等）對(duì)應(yīng)關(guān)系的參量（如電荷、電壓、電流、電阻、電容等）的傳感裝置?？煞譃椋旱膫鞲醒b置?？煞譃椋?慣性式（絕對(duì)式）慣性式（絕對(duì)式） 相對(duì)式相對(duì)式 接觸式接觸式 非接觸式非接觸式第第7 7章章 機(jī)械振動(dòng)的測(cè)試機(jī)械振動(dòng)的測(cè)試1z被測(cè)振動(dòng)位移被測(cè)振動(dòng)位移（輸入）（輸入）z質(zhì)量塊相對(duì)殼體的位移響應(yīng)質(zhì)量塊相對(duì)殼體的位移響應(yīng)（輸出）（輸出）0z質(zhì)量塊相對(duì)大地（慣性坐標(biāo)系）的位移響應(yīng)質(zhì)量塊相對(duì)大地（慣性坐標(biāo)系）的位移響應(yīng)7.3.1 慣性式測(cè)振傳感器原理慣性式測(cè)振傳感器原理第第7 7章章 機(jī)械振動(dòng)的測(cè)試機(jī)械振動(dòng)的測(cè)

17、試zn 速度計(jì)速度計(jì) 當(dāng)當(dāng) 時(shí)，時(shí)， 與被測(cè)振動(dòng)的速度成正比；與被測(cè)振動(dòng)的速度成正比； 加速度計(jì)加速度計(jì)當(dāng)當(dāng) 時(shí)，時(shí)， 與被測(cè)振動(dòng)的加速度成正比。與被測(cè)振動(dòng)的加速度成正比。 n zzn 振幅計(jì)振幅計(jì) 當(dāng)當(dāng) 時(shí)，時(shí)， 與被測(cè)振動(dòng)的振幅成正比；與被測(cè)振動(dòng)的振幅成正比；慣性式測(cè)振傳感器測(cè)量各振動(dòng)參數(shù)的慣性式測(cè)振傳感器測(cè)量各振動(dòng)參數(shù)的工作條件：工作條件：z第第7 7章章 機(jī)械振動(dòng)的測(cè)試機(jī)械振動(dòng)的測(cè)試1. 壓電式加速度計(jì)壓電式加速度計(jì) 結(jié)構(gòu)形式結(jié)構(gòu)形式 B基座基座P壓電片壓電片M質(zhì)量塊質(zhì)量塊S彈簧彈簧 7.3.2 常用測(cè)振傳感器常用測(cè)振傳感器第第7 7章章 機(jī)械振動(dòng)的測(cè)試機(jī)械振動(dòng)的測(cè)試壓電式加速度計(jì)壓電

18、式加速度計(jì)常用的固定方式常用的固定方式 壓電式加速度計(jì)壓電式加速度計(jì)的幅頻特性曲線的幅頻特性曲線 第第7 7章章 機(jī)械振動(dòng)的測(cè)試機(jī)械振動(dòng)的測(cè)試 7.4 振動(dòng)的激勵(lì)振動(dòng)的激勵(lì)Excitation for Vibration 在很多場(chǎng)合下，需要按一定的方法通過激振設(shè)備使在很多場(chǎng)合下，需要按一定的方法通過激振設(shè)備使特定的機(jī)械系統(tǒng)振動(dòng)起來，然后通過振動(dòng)測(cè)量獲取該系特定的機(jī)械系統(tǒng)振動(dòng)起來，然后通過振動(dòng)測(cè)量獲取該系統(tǒng)的有關(guān)信息。例如：統(tǒng)的有關(guān)信息。例如： 研究系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性，確定結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)（如固有頻研究系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性，確定結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)（如固有頻率、振型、動(dòng)剛度、阻尼等）；率、振型、動(dòng)剛度、阻尼等）； 產(chǎn)

19、品環(huán)境試驗(yàn)，即一些機(jī)電產(chǎn)品在一定振動(dòng)環(huán)境下進(jìn)產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)，即一些機(jī)電產(chǎn)品在一定振動(dòng)環(huán)境下進(jìn)行的耐振試驗(yàn)，以便檢驗(yàn)產(chǎn)品性能及壽命情況等；行的耐振試驗(yàn)，以便檢驗(yàn)產(chǎn)品性能及壽命情況等； 拾振器及測(cè)振系統(tǒng)的校準(zhǔn)試驗(yàn)。拾振器及測(cè)振系統(tǒng)的校準(zhǔn)試驗(yàn)。第第7 7章章 機(jī)械振動(dòng)的測(cè)試機(jī)械振動(dòng)的測(cè)試第第7 7章章 機(jī)械振動(dòng)的測(cè)試機(jī)械振動(dòng)的測(cè)試7.4.1 常用激振方法常用激振方法 屬于窄帶激振，應(yīng)用普遍。分點(diǎn)頻激振和掃頻激振，屬于窄帶激振，應(yīng)用普遍。分點(diǎn)頻激振和掃頻激振，常用磁電式激振器、電液式激振器實(shí)現(xiàn)。優(yōu)點(diǎn)：激振功率常用磁電式激振器、電液式激振器實(shí)現(xiàn)。優(yōu)點(diǎn)：激振功率大、信噪比高、能保證響應(yīng)測(cè)試的精度。缺點(diǎn)：需要

20、較長(zhǎng)大、信噪比高、能保證響應(yīng)測(cè)試的精度。缺點(diǎn)：需要較長(zhǎng)的測(cè)定時(shí)間。的測(cè)定時(shí)間。 1. 穩(wěn)態(tài)正弦激振（簡(jiǎn)諧激振）穩(wěn)態(tài)正弦激振（簡(jiǎn)諧激振） 屬于寬帶激振，用白噪聲信號(hào)、偽隨機(jī)信號(hào)或在實(shí)際屬于寬帶激振，用白噪聲信號(hào)、偽隨機(jī)信號(hào)或在實(shí)際工況記錄下來的隨機(jī)信號(hào)作為激振的信號(hào)源。該方法具有工況記錄下來的隨機(jī)信號(hào)作為激振的信號(hào)源。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)格昂貴。快速實(shí)時(shí)的優(yōu)點(diǎn)，但設(shè)備較復(fù)雜，價(jià)格昂貴。 2. 隨機(jī)激振隨機(jī)激振第第7 7章章 機(jī)械振動(dòng)的測(cè)試機(jī)械振動(dòng)的測(cè)試 屬于寬帶激振，其測(cè)試設(shè)備簡(jiǎn)單，靈活性大，故常屬于寬帶激振，其測(cè)試設(shè)備簡(jiǎn)單，靈活性大，故常在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)使用。在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)使用。3

21、. 瞬態(tài)激振瞬態(tài)激振 脈沖激振（最常用）脈沖激振（最常用） 階躍激振階躍激振 快速正弦掃描激振快速正弦掃描激振第第7 7章章 機(jī)械振動(dòng)的測(cè)試機(jī)械振動(dòng)的測(cè)試3. 阻抗頭阻抗頭 阻抗頭內(nèi)有兩個(gè)傳感器阻抗頭內(nèi)有兩個(gè)傳感器一個(gè)是力傳感器，用一個(gè)是力傳感器，用來測(cè)量施加在被測(cè)物體上的激振力；另一個(gè)是加速度來測(cè)量施加在被測(cè)物體上的激振力；另一個(gè)是加速度計(jì)，用來測(cè)量激振點(diǎn)處的響應(yīng)。計(jì)，用來測(cè)量激振點(diǎn)處的響應(yīng)。 測(cè)定機(jī)械點(diǎn)阻抗。激振器通過它對(duì)被測(cè)物體施加測(cè)定機(jī)械點(diǎn)阻抗。激振器通過它對(duì)被測(cè)物體施加激振力，同時(shí)也用它測(cè)量激振力和被測(cè)物體在激振點(diǎn)激振力，同時(shí)也用它測(cè)量激振力和被測(cè)物體在激振點(diǎn)處的響應(yīng)。處的響應(yīng)。 作

22、用作用 組成組成第第7 7章章 機(jī)械振動(dòng)的測(cè)試機(jī)械振動(dòng)的測(cè)試阻抗頭阻抗頭第第7 7章章 機(jī)械振動(dòng)的測(cè)試機(jī)械振動(dòng)的測(cè)試7.5.1 自由振動(dòng)法自由振動(dòng)法02222 zdtdzdtzdnn tedtdzteztzddtdtnn sin)0(cos)0()( 給單自由度系統(tǒng)一個(gè)初始振動(dòng)給單自由度系統(tǒng)一個(gè)初始振動(dòng)（初始速度（初始速度 或初始位或初始位移移 ），系統(tǒng)將作衰減的自由振），系統(tǒng)將作衰減的自由振動(dòng)。振動(dòng)方程為動(dòng)。振動(dòng)方程為dtdz/ )0()0( z21 nd有阻尼自由振動(dòng)的圓頻率。有阻尼自由振動(dòng)的圓頻率。第第7 7章章 機(jī)械振動(dòng)的測(cè)試機(jī)械振動(dòng)的測(cè)試Td/ 22224nnn 測(cè)量出測(cè)量出 、 、

23、 的大小，則的大小，則TiMniM niinMM ln 其中其中當(dāng)阻尼較?。ɡ绠?dāng)阻尼較小（例如 ）時(shí)，）時(shí)， 。3 . 0 dn 第第7 7章章 機(jī)械振動(dòng)的測(cè)試機(jī)械振動(dòng)的測(cè)試7.5.2 共振法共振法 單自由度系統(tǒng)在受迫振動(dòng)中，當(dāng)激振頻率接近固有單自由度系統(tǒng)在受迫振動(dòng)中，當(dāng)激振頻率接近固有頻率時(shí)，振動(dòng)響應(yīng)就顯著增大。頻率時(shí)，振動(dòng)響應(yīng)就顯著增大。 對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行激振實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)所得到的測(cè)試記錄結(jié)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行激振實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)所得到的測(cè)試記錄結(jié)果，可以用下述方法進(jìn)行系統(tǒng)的振動(dòng)參數(shù)估計(jì)。果，可以用下述方法進(jìn)行系統(tǒng)的振動(dòng)參數(shù)估計(jì)。第第7 7章章 機(jī)械振動(dòng)的測(cè)試機(jī)械振動(dòng)的測(cè)試1. 由振幅響應(yīng)的幅頻特性曲線估計(jì)由振幅響應(yīng)的幅頻特性曲線估計(jì) 不斷改變激振頻率，不斷改變激振頻率，可測(cè)得振幅的響應(yīng)曲線。可測(cè)得振幅的響應(yīng)曲線。幅值最大處所對(duì)應(yīng)的頻率幅值最大處所對(duì)應(yīng)的頻率為振幅共振頻率為振幅共振頻率221 nr小阻尼時(shí)，小阻尼時(shí)， 。rn 小阻尼時(shí)阻尼比的估計(jì)：小阻尼時(shí)阻尼比的估計(jì)：r 12 其中其中 、 滿足：滿足：1 2/ )()()(21rAAA 2 第第7 7章章 機(jī)械振動(dòng)的測(cè)試機(jī)械振動(dòng)的測(cè)試2. 由振幅響應(yīng)的