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振动状态监测​:什么是正弦振动试验?
2019-08-27 08:38:23
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振动状态监测:什么是正弦振动试验?


正弦振动试验是力学环境试验中比较常见的测试类型,关于正弦振动试验有何作用,正弦振动试验是怎么做的,我在这里做了一个大概的梳理。


1、正弦振动试验的测试目的是什么?


正弦振动试验主要确定样品的机械薄弱环境或特性降低的情况,确定元件、设备和其他产品经受规定严酷等级的正弦振动的能力。


2、正弦振动试验的严酷等级是什么?


正弦振动试验由频率范围、振动幅值、振动时间、测试方向决定;


3、正弦振动试验一般分为哪几个部分的振动试验?


常规包括振动响应检查试验(谐振搜索)、耐久试验(定频耐久或扫频耐久),耐久试验咱们通常说的是共振保持和扫频循环。


也可以选择其中的一个部分进行试验,通常单一扫频耐久进行试验。


4、正弦振动试验的测试频率如何进行选择?


常规选择10Hz-55Hz低频率振动的较多,也有要求从2Hz起振的;


5、正弦振动的时间如何选择?


通常情况下,正弦振动试验以扫频的循环数进行计时,通常进行2次循环、5次循环、10次循环的都有,也有规定一个方向做0.5小时或1小时的;


6、正弦振动试验需要测试几个方向?


通常情况下,前后、左右、上下都是需要进行振动的(X向、Y向、Z向),若只进行一个方向的正弦振动试验,则选择Z向振动的较多;


7、正弦振动试验怎么固定受试样品?


受试样品都需要和振动台刚性连接,若是受试设备形状比较规则,材质坚硬不怕压的情况,检测机构都有现成的压杆和压条通过螺栓进行固定,但对于元器件或电路板不能受力的受试样品是需要设计夹具才可以固定到振动台上的;


8、哪些行业的产品需要做正弦振动试验?


电工电子设备、军用设备、铁路信号设备、汽车电气设备、电子测量仪器、运输包装件、风力发电设备等;

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振动状态监测】机械振动的概念与振动分类


1机械振动的概念


(1)振动:振动泛指物体在某一位置的往复运动。机械或者结构在平衡位置附近微小的来回运动,这种往复运动通常称为机械振动,简称振动。机械振动是一种常见的力学现象,任何物体只要有惯性和弹力,在激励作用下就会发生振动。


(2)系统:在振动理论中,通常将所研究的结构或者机械统称为系统。


(3)激励:外界对系统的作用和机器运动产生的力成为激励或输入。


(4)响应:机械和结构在激励作用下 的振动成为响应或输出。


机械振动中三个基本问题:


第一类:已知激励和系统,求响应;


第二类:已知激励和响应,求系统;


第三类:已知系统和响应,求激励。


2 振动的分类


1)自由振动和受迫振动


系统受到一个初始扰动之后产生振动,后续振动过程中不继续施加激励,系统不受外力作用,这种振动为自由振动。其特点为系统在振动过程中外界能量不会继续输入,若系统在自由振动过程中没有能量的额损耗,则系统会持续振动下去。


系统在外力作用下的振动为受迫振动。这种外力可以是周期性的也可以是非周期性的。常见机器在正常运转过程中产生的振动就是一种受迫振动,此时的外力是周期性的。若输入的外力与机械的固有频率相同,则机械会产生共振,此时机械的振动幅度会相当巨大,会导致设备的损坏等影响。


2)无阻尼振动和阻尼振动


以前学习的摩擦力时,运行的理想状态所是“光滑”,而现实生活中,“光滑”是很难实现的。同理,在振动理论中,存在一种类似这种与“光滑”相对应的概念,阻尼,阻尼为消耗能量的机制和装置。如果系统振动过程中没有阻尼作用(无能量的消耗),称为无阻尼振动;反之则为有阻尼振动。工程实际中往往总是有阻尼的存在,阻尼对共振取得振动影响非常重要,对远离共振区的振动影响比较小。


3)线性振动与非线性振动   


若系统所含有的元件,例如弹簧,质量,阻尼等遵循线性规律,那么这个系统是线性系统,线性系统的振动则称之为线性振动。若系统元件只要含有不遵循线性规律变化的元件,则此系统称之为非线性系统,其振动则称之为非线性振动。对于线性系统,系统可以满足叠加原理,这为系统运动方程的求解提供了便利。对于非线性系统的求解相比线性系统会较为困难,非线性的振动会表现出线性振动所不具备的性质。


4)确定性振动和随机振动   


如果作用于系统的激励和所研究的振动系统都是确定的,那么该系统在确定性激励下的振动也是确定性的,就是确定性振动。如果作用于系统的激励是不确定的,这些激励则为随机激励,在这类激励下的振动为随机振动。例如,现在大型港机处于海边工作时,受到的风载激励是随机的,大多数环境激励是随机激励,港机所引起的振动则为随机振动。风载,海浪等环境激励随时间变化无法确定,但是会服从一定的统计规律。我们可以研究这信号的统计量特征,得到这些信号的一定的规律。


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