机械工程测试技术振动测试PPT教案.pptx

《机械工程测试技术振动测试》 机械振动是物体在固定位置附近进行的周期性往返运动，它是机械系统中常见的现象。机械振动系统由三个基本要素构成：惯性、恢复性和阻尼。惯性体现在物体保持运动状态的特性，恢复性则是物体趋向平衡位置的趋势，而阻尼则导致能量的损耗。在数学上，这些特性通常用质量（M）、刚度（K）和阻尼（C）三个物理参数来描述。 机械振动的产生往往源自多种因素，包括旋转部件的不平衡、负载分布不均、结构间隙、润滑问题以及支撑松动等。振动研究的目标在于通过测量振动参量了解设备的振动状态，找出振源，并通过激振实验获取设备的动态性能，比如固有频率、阻尼比和机械阻抗等。 机械振动测试系统通常包括以下几个部分：信号的采集（如传感器）、信号的调理（如放大器）、数据的转换（如模数转换）以及数据的分析处理。振动测量方法主要有电测法、机械测量法和光测法。每种方法都有其适用的场景和优势。 振动可按照产生方式、振动规律和自由度进行分类。自由振动是仅由初始条件激发的振动，受迫振动是持续外力作用下的振动，而自激振动则是系统内部机制引发的振动。根据振动规律，振动可以分为简谐振动、复合周期振动、瞬态振动和随机振动。自由度的分类则涉及单自由度振动、多自由度振动和连续弹性体振动。 单自由度系统的振动分析是振动测试的基础。在这样的系统中，质量m在外力f作用下，受到阻尼c和刚度k的影响。拉普拉斯变换后，我们可以得到系统的运动方程和传递函数，进一步分析系统的固有频率和阻尼率。幅频曲线和相频曲线是表征系统动态响应的重要工具，它们能够揭示系统的共振频率和相位特性。 在实际应用中，如基础振动引起的受迫振动，我们需要考虑质量m的绝对位移Z0和基础的绝对位移Z1，通过建立相应的方程进行分析。通过调整这些参数，可以更深入地理解振动系统的行为，从而优化设计，减少不必要的振动，提高设备的稳定性和效率。 机械工程中的振动测试技术是一门涉及多个领域的综合性科学，它在机械设备的设计、诊断和优化中起着关键作用。通过精确的振动分析，我们可以有效地控制和利用振动，防止潜在的损害，确保设备的可靠运行。