1、随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院2022-6-151随机振动及试验技术 授课教师：艾延廷 飞行器动力与能源工程学院随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院2022-6-152第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术 随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院2022-6-153第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术 随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院2022-6-154第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制
2、技术 随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院2022-6-155第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术 xx ( )x t( )x t( )x txx ( )x t( )x t22xx 1122;ffff 1212,ffff()xGf()xGf(10.1)(10.1)(10.2)(10.2)(10.3)(10.3)随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院2022-6-156第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术 11()()xxGfGf ()xGf f 1f 2f 0 0 ()xGf f
3、0 0 1f 2f 22()()xxGfGf ()()xxGfGf与与( )( )xxGfGf(10.4)(10.4)(10.5)(10.5)随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院2022-6-157第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术 ( )( )xixiGfGf ()()x xijx xijGfGf (10.6)(10.6)(10.7)(10.7)(1,2,)i (1,2,1,2,)ijij 随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院2022-6-158第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控
4、制技术 ()()yiyiGfGf ()()yy yyijijGfGf (10.6)(10.6)(10.7)(10.7)(1,2,)i (1,2,1,2,)ijij 1 1 2 ( )P t ( )P t ( )Q t 1( )y t 2( )y t (a) (b) 1( )y t 211()()()PGfGfGf (10.8)(10.8)()PGf随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院2022-6-159第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术 2*11112*111()()()()()()()()()()()PPPQPQQPQPQQGfHf
5、GfHf HfGfHf HfGfHfGf2*22222*222()()()()()()()()()()()PPPQPQQPQPQQGfHfGfHf HfGfHf HfGfHfGf *121212*1212()()()()()()()()()()()()()PPPPQPQQPQPQQQGfHf Hf GfHf HfGfHf HfGfHf Hf Gf *212121*2121( )( )( )( )( )( )( )( )( )( )( )( )( )PPPPQPQQPQPQQQGfHf Hf GfHf HfGfHf HfGfHf Hf Gf (10.9)(10.9)ij随随机机振振动动及及试试验
6、验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院2022-6-1510第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术 1()Gf2()Gf()QGf()QPGf()PGf12()Gf21()Gf 1 1 2 ( )P t ( )Q t 1( )z t 2( )zt实际环境实际环境 1( )y t 2( )y t 单激振器多点模拟单激振器多点模拟 模拟环境模拟环境 随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院2022-6-1511第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术 211()()yPPGfHGf 222( )( )yPPGfHGf (
7、10.9)(10.9)211( )( )zQQGfHGf 222( )( )zQQGfHGf (10.11)(10.11)()QGf11( )( )zyGfGf 2121()()()()PQPQHfGfGfHf (10.10)(10.10)(10.12)(10.12)随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院2022-6-1512第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术 2212221222122212()()()()()()()()()PzQPQQPyQPHfGfHGfHfHfHfGfHfHf (10.13)(10.13)22212212( )
8、( )( )1( )( )QPQPHfHfH fHfHf (10.14)(10.14)22()()zyGfGf (10.15)(10.15)随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院2022-6-1513第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术 (10.17)(10.17)1221( )( )( )1( )( )QPQPHfHfHfHfHf 1 21 2( )( )z zy yGfGf (10.16)(10.16)( )1Hf ()1H f 随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院2022-6-1514 第第1010章
9、章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术 正弦振动正弦振动 自动控制仪自动控制仪 功率功率 放大器放大器 前置前置 放大器放大器 显示显示 记录仪记录仪 试件试件 振动台振动台 随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院2022-6-1515第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术 nx()dfdt 常常数数00 逆逆扫扫描描正正扫扫描描()/()dfdtdf dtf （lnln ）常常数数对对数数扫扫描描率率常常数数1ff11ln()ftf 1tff e (10.18)(10.18)(10.19)(10.19)(10.20)(10.20
10、)随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院2022-6-1516第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术 nx12ktff 112tktff ef 2211ffffdfN 12,ff(10.21)(10.21)随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院2022-6-1517第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术 nx随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院2022-6-1518 第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术 nx 随机随机 信号源信号
11、源 均衡均衡 设备设备 功率功率 放大器放大器 振动台振动台 保护保护 装置装置 随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院2022-6-1519第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术 ()xGff 0()yGf f 0f 0( )yGf ()yGf f 0均均衡衡前前 仅仅对对振振动动 台台均均衡衡前前 振振动动台台-试试件件系系统统均均衡衡 1.01.0 0.50.5 ()H f1.01.0理想理想 f 0f lf uf 0 0 0ulfQff 随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院2022-6-1520第第1
12、010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术 随机随机 信号源信号源 均衡滤均衡滤波器组波器组 设备设备 功率功率 放大器放大器 振动台振动台 混合器混合器 随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院2022-6-1521第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术 随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院2022-6-1522第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术 随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院2022-6-1523第第1010章章 随机振动试验与
13、控制技术随机振动试验与控制技术 随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院2022-6-1524第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术 随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院2022-6-1525第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术 随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院2022-6-1526第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术 类型激振器特点机 械 振动台直接作用式:利用凸轮直接驱动工作台. 载荷和推力很大，比较容易在同一台面上实现
14、不同方向的振动，价格低廉，工作可靠，使用维护方便。工作频率范围窄，加速度失真较大。可满足实验方法中低频段实验要求，适用于中小型整机、仪器、仪表、家用电器及零部件振动试验。惯性式:利用不平衡质量旋转产生的离心力作为激振动力,一般用弹性元件支承.可分为共振区工作和超共振区工作两种.随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院2022-6-1527第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术类型激振器特点电动振动台由恒定的磁场和位于磁场中通有一定交变电流的线圈相互作用而产生出一定的激振力。 工作频率宽，振动波形好，易于自动控制，操作调节方便；但结构复杂，价格
15、较昂贵，载荷和工作台面不大，某些振动台漏磁场较大。可满足试验方法中规定的5Hz以上的各频段试验要求，适用于各类电子器件的振动试验。配备附加台面和水平台，还可适用中小型整机振动试验。类型激振器特点液压振动台通过一定的能量转换装置,将油泵流出的高压流体的能量转换成激振力，以驱使振动台往复运动。常用的转换装置是由电液伺服阀和液压作动筒组成,亦称”电液”振动台。下限频率低，较能容易地实现大推力,重载荷、大位移，易于自动控制，对试品无磁场影响；但设备复杂，价格昂贵，设备基础要求高。可满足试验方法中低、中频段的试验要求，试用于地震、船舶、拖拉机等行业的各类产品试验。随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈
16、阳阳航航空空工工业业学学院院2022-6-1528第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术类型类型激振器激振器特点特点电磁振电磁振动台动台由电磁铁和磁性材料由电磁铁和磁性材料相互作用产生激振力，相互作用产生激振力，以驱动振动台往复运以驱动振动台往复运动。动。结构简单，价格低廉，但结构简单，价格低廉，但频率单一，若需要其它工频率单一，若需要其它工作频率，控制复杂，功耗作频率，控制复杂，功耗大。主要用于振动机械，大。主要用于振动机械，很少用于振动试验。很少用于振动试验。压电振压电振动台动台由压电元件的压电效由压电元件的压电效应的激振力来驱动工应的激振力来驱动工作台。作台。工
17、作 频 率 范 围 可 达工 作 频 率 范 围 可 达 2 0 -2 0 -1000010000HzHz以上，但激振力很以上，但激振力很小，仅用于小型薄壁件的小，仅用于小型薄壁件的试验。试验。磁致伸磁致伸缩振动缩振动台台由磁致伸缩元件磁致由磁致伸缩元件磁致伸缩效应产生的激振伸缩效应产生的激振力来驱动工作台。力来驱动工作台。工作频率可达上万工作频率可达上万HzHz，可，可用来作超声波激振。用来作超声波激振。随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院2022-6-1529第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术 sinFBLiBLIt 随随机机振振
18、动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院2022-6-1530第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院2022-6-1531第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术 000Fm a 0m0a随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院2022-6-1532第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术 obebF(mm )a 随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院2022-6-1533第第1010章
19、章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术12111esmmfa()()af m baemfI1am 2aem1sf()f fsf em随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院2022-6-1534第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术 ammFae)( 量量振动台运动部分等效质振动台运动部分等效质 em试验载荷的质量试验载荷的质量 am随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院2022-6-1535第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术%10022 zyxaaaT%100max aN
20、随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院2022-6-1536第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术%100001 aaaN随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院2022-6-1537第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院2022-6-1538第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术 随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院2022-6-1539第第1010章章 随机振动试
21、验与控制技术随机振动试验与控制技术 随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院2022-6-1540第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术 随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院2022-6-1541第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术 随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院2022-6-1542第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术类型类型名称名称原理原理机械式机械式惯性激惯性激振器振器单轴惯性激振器单轴惯性激振器双轴惯性激振器双轴惯
22、性激振器多轴惯性激振器多轴惯性激振器利用偏心质量旋转时产生的离心惯性力利用偏心质量旋转时产生的离心惯性力作为激振力，可产生较大的激振力而尺作为激振力，可产生较大的激振力而尺寸较小，结构简单，便于制造，波形不寸较小，结构简单，便于制造，波形不好，频段窄，轴及轴承承受的动载荷大好，频段窄，轴及轴承承受的动载荷大电气式电气式激振器激振器电动式激振器电动式激振器利用通有交变电流的线圈在磁场中受力利用通有交变电流的线圈在磁场中受力而激振力而激振力电 磁 式 激 振 器电 磁 式 激 振 器（磁吸式、磁动（磁吸式、磁动式）式）利用交变磁场与恒定磁场叠加，对磁场利用交变磁场与恒定磁场叠加，对磁场内活动衔铁产
23、生极化作用，使衔铁受交内活动衔铁产生极化作用，使衔铁受交变磁力而产生激振力变磁力而产生激振力涡流式激振器涡流式激振器利用置于磁场中的试件和与其不接触的利用置于磁场中的试件和与其不接触的通有交变电流的线圈间产生的涡流而形通有交变电流的线圈间产生的涡流而形成激振力成激振力随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院2022-6-1543第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术类型类型名称名称原理原理电气式电气式激振器激振器（续）（续）涡流式激振器涡流式激振器利用置于磁场中的试件和与其不接触的通有利用置于磁场中的试件和与其不接触的通有交变电流的线圈间产生
24、的涡流而形成激振力交变电流的线圈间产生的涡流而形成激振力压电式激振器压电式激振器利用逆压电效应，在压电晶体两极施加高频利用逆压电效应，在压电晶体两极施加高频交变电压，晶体产生高频激振力交变电压，晶体产生高频激振力磁致伸缩式激磁致伸缩式激振器振器利用铁磁材料的磁致伸缩效应，当镍铁杆处利用铁磁材料的磁致伸缩效应，当镍铁杆处于交变磁场中，会使杆产生拉伸和压缩变形于交变磁场中，会使杆产生拉伸和压缩变形而产生相应的激振力而产生相应的激振力液动、液动、气动式气动式激振器激振器液动式激振器液动式激振器利用一定的能量转换装置将液压能换成往复利用一定的能量转换装置将液压能换成往复运动的机械能而产生激振力运动的机
25、械能而产生激振力气动式激振器气动式激振器利用一定的能量转换装置将一定压力的气体利用一定的能量转换装置将一定压力的气体能量转换为往复运动的机械能而产生激振力能量转换为往复运动的机械能而产生激振力随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院2022-6-1544第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院2022-6-1545第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院2022-6-1546第第1010章
26、章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院2022-6-1547第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院2022-6-1548第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院2022-6-1549第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院2022-6-1550第第1
27、010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院2022-6-1551第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术 随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院2022-6-1552第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术 随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院2022-6-1553第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术 随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院2022-6-
28、1554第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术 随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院2022-6-1555第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术 Fma 随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院2022-6-1556第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术 随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院2022-6-1557第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院2022-6-1558第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院2022-6-1559第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院2022-6-1560第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术
