(精选)振动测试技术 Chapt4-振动参数及结构特性参数测量课件.pptVIP

第四部分 振动参数及结构特性参数测量 振动幅值的测量 位移幅值 速度幅值 加速度幅值 力的幅值 机械法 光测法 电测法 简谐振动位移幅值的测量 1、测幅尺 是在一小块白色金属片上，画上带有刻度的三角形制成。使用时，将三角形按直角短边平行于振动方向粘帖在振动物体上，当振动频率较快时，标尺上的三角形因视觉暂留效果看起来形成上下两个灰色三角形，其重叠部分是一个白色三角形。 简谐振动位移幅值的测量 1、测幅尺 振动幅值与测幅尺尺寸之间的关系 使用限制 1、频率不能太低 f＞10Hz 2、振幅不能太小，A ＞0.1mm 3、上限受测幅尺尺寸限制 4、单一方向 应用：机械式和电动式振动台，振动筛等。 特点：方便、简单、精度较差。 4、电涡流位移传感器 5、速度传感器 6、加速度传感器 简谐振动位移幅值的测量 简谐振动频率测量 1、频率计（直读法） 2、李莎育图形法 3、图形法 简谐振动频率测量 记忆示波器 记录仪 频谱分析法 复杂振动频率测量 分析仪的设置 频率范围 输入量程与输入耦合方式 窗函数 测量内容及坐标 结构固有特性参数测量-自由衰减法 1、测量过程 2、测量仪器与测量系统 此法的核心：记录时间历程曲线 结构固有特性参数测量-自由衰减法 3、激励 1）初位移法：加一力或一力偶，使系统产生初位移或初始转角 后，突然卸力（一阶固有频率测量） 2）敲击法：用力锤或其它施力工具（注意频率范围、敲击点） 4、响应 结构固有特性参数测量-自由衰减法 5、时间历程 6、固有频率和阻尼比测量 结构固有特性参数测量-自由衰减法 固有频率 阻尼比：测出图中 Ai 和 Ai+m 幅值,求减幅系数 对数减幅 则 由于 1、原理与方法 通过激振器给结构施加一简谐激振力，使其产生强迫振动，然后连续改变激振力的频率，当激励频率与结构固有频率相近时，结构即产生共振（幅值出现极值），逐步调节激励频率，同时测量各频率点的振动幅值，绘出幅频特性曲线，曲线上各峰值点所对应的频率就是各阶固有频率。此法适用与各阶固有频率相隔较远的轻阻尼结构。 2、测量仪器 激励系统：正弦信号发生器、功率放大器、激振器 测量系统：传感器、放大器、示波器、频率计、测振仪 结构固有特性参数测量-共振法 结构固有特性参数测量-共振法 3、固有频率的测量 ☆ 固有频率与共振频率的区别 1）固有频率是由结构固有参数和边界条件决定的，与激励方式无关。 2）共振频率指结构共振时的强迫振动频率。 3）系统的每阶固有频率分别对应多个共振频率 结构固有特性参数测量-共振法 ☆ 固有频率与共振频率的关系 以单自由度系统为例，当系统受到作用力 则 令 由 结构固有特性参数测量-共振法 ☆ 固有频率的测量 共振的判别 （1）幅值判别法 在激振功率输出不变的情况下，由低到高调节激振器的激振频率，通过振动曲线，可以观察到在某一频率下，任一振动量（位移、速度、加速度）幅值迅速增加，而最大幅值所对应的频率就是结构的某阶共振频率，在小阻尼情况下，该频率近似等于固有频率，但在阻尼较大的情况下，不同的测量方法测量出的共振频率稍有差别，不同类型的振动量对振幅变化敏感程度不一样。 结构固有特性参数测量-共振法 共振的判别 （2）相位判别法 相位判别是根据共振时特殊的相位值以及共振前后相位变化规律所提出来的一种共振判别法。在简谐力激振的情况下，用相位法来判定共振是一种较为敏感的方法，而且共振时的频率就是系统的无阻尼固有频率，可以排除阻尼因素的影响。 激振信号为： 位移信号为： 速度信号为： 加速度信号为： 结构固有特性参数测量-共振法 （一）位移判别法 结构固有特性参数测量-共振法 （二）速度判别法 将激振信号输入到示波器的x轴，速度传感器输出信号输入到y轴，此时两通道的信号分别为： 激振信号为： 速度信号为： 共振时，ω=ωn，x轴信号和y轴信号的相位差为0，根据利萨如图原理可知，屏幕上的图象将是一条直线。当ω略大于ωn或略小于ωn时，图象都将由直线变为斜椭圆，其变化过程如下图所示。因此图象由斜椭圆变为直线的频率就是振动体的固有频率。 结构固有特性参数测量-共振法 结构固有特性参数测量-共振法 4、阻尼比的测量 1）半功率点法 2）自由衰减法 当系统处在某阶共振状态时，突然卸力，系统将按该阶固有振动进行衰减，记录衰减时间历程曲线后，由波形参数计算阻尼比 结构固有特性参数测量-共振法 3）共振频率法 在振动系统上安装位移、速度，或速度、加速度传感器，分别测出其共振频率，由 注意：当阻尼远远小于1时，此法不好用，因为三者频率相差不太 大，不好测准，必须采