1、振动理论与测试技术48学时讲课教师 殷祥超殷祥超中国矿业大学力学与工程科学系力学与工程科学系二一年二月目录 上页 下页 返回 结束 第八章第八章第八章第八章第八章第八章 振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法第八章第八章 振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法8.1 概述概述振动测试的目的：振动测试的目的：振动试验为设计计算与理论分析提供依据，改变产品的动态特性；振动试验为设计计算与理论分析提供依据，改变产品的动态特性；振动试验检验产品的制造、装配质量；振动试验检
2、验产品的制造、装配质量；振动试验进行故障诊断和工况监测；振动试验进行故障诊断和工况监测；主要用途：主要用途：(一一)、振动烈度的测量、振动烈度的测量(二二)、振动机械的调试、振动机械的调试(三三)、振动参数识别、振动参数识别(四四)、振动监测和故障诊断、振动监测和故障诊断目录 上页 下页 返回 结束 第八章第八章第八章第八章第八章第八章 振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法8.2 振动测试与分析的内容和方法振动测试与分析的内容和方法一、振动测试的基本内容：一、振动测试的基本内
3、容：1、按结构振动的类型分类：、按结构振动的类型分类： （确定性振动和随机振动）（确定性振动和随机振动）（1）确定性振动的测量和分析：）确定性振动的测量和分析：（幅值域、时间域、频率域）（幅值域、时间域、频率域）测量结构振动的各种幅值。（峰值、有效值、平均值、瞬时值）测量结构振动的各种幅值。（峰值、有效值、平均值、瞬时值）测量振动主要谐波分量的频率值。测量振动主要谐波分量的频率值。各谐波分量的相对幅值。各谐波分量的相对幅值。各个振动信号的相位关系。各个振动信号的相位关系。结构振动的阻尼系数。结构振动的阻尼系数。（2）随机振动的测量和分析：）随机振动的测量和分析：（概率与统计的方法）（概率与统计
4、的方法）幅域幅域（幅值分析）（幅值分析）时域时域（相关分析）（相关分析）频域频域（频谱分析）（频谱分析）均值、均方值、方差、概率密度函数、概率分布函数。均值、均方值、方差、概率密度函数、概率分布函数。自相关函数、互相关自相关函数、互相关 函数。函数。自谱密度函数、互谱密度函数、传递函数自谱密度函数、互谱密度函数、传递函数G(S)、频率响应函数频率响应函数)(H目录 上页 下页 返回 结束 第八章第八章第八章第八章第八章第八章 振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法2、按测量与分
5、析的目的分类：、按测量与分析的目的分类：（1）、振动量的测量）、振动量的测量测量位移、速度、加速度、振动频率、相位、周期、频谱及动应力等。测量位移、速度、加速度、振动频率、相位、周期、频谱及动应力等。（2）、机械结构动态特性参数的测试）、机械结构动态特性参数的测试固有频率、振型、广义质量、广义刚度、阻尼比、频率响应函数、固有频率、振型、广义质量、广义刚度、阻尼比、频率响应函数、机械阻抗、传递函数等。机械阻抗、传递函数等。（3）、机械结构的动力强度试验）、机械结构的动力强度试验测量在振动条件下的应力及强度，检验产品性能的稳定性。测量在振动条件下的应力及强度，检验产品性能的稳定性。（环境模拟试验）
6、（环境模拟试验）（4）、随机振动统计特性的测量与分析）、随机振动统计特性的测量与分析功率谱密度、幅值概率分布密度、相关函数、相干函数。功率谱密度、幅值概率分布密度、相关函数、相干函数。（5）、结构系统的参数识别（模态分析）、结构系统的参数识别（模态分析）确定系统的模态参数：确定系统的模态参数：模态质量、模态刚度、模态振型、模态阻尼、模态频率模态质量、模态刚度、模态振型、模态阻尼、模态频率（6）、工况监测与故障诊断）、工况监测与故障诊断由信号分析来判断结构的工况和故障。由信号分析来判断结构的工况和故障。目录 上页 下页 返回 结束 第八章第八章第八章第八章第八章第八章 振动测试与分析的任务和方法
7、振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法3、按输出和输入的关系分类：、按输出和输入的关系分类：输入输入 系统系统 输出输出（激励）（激励） （固有特性）（固有特性） （响应）（响应）（1）、已知输入和系统，测量出系统的输出（响应）。）、已知输入和系统，测量出系统的输出（响应）。（2）、给定输入，测量出系统的响应（输出），求出系统的特性。）、给定输入，测量出系统的响应（输出），求出系统的特性。（3）、已知系统的特性，测出系统的响应（输出），确定系统的激励（输入）。）、已知系统的特性，测出系统的响应（输出），
8、确定系统的激励（输入）。二、振动测量与分析的方法二、振动测量与分析的方法1、机械测量法、机械测量法（低频、大振幅）（低频、大振幅）2、电测法、电测法机械量机械量电量电量放大放大测量测量记录记录分析分析3、光测法、光测法机械量机械量光学量光学量放大放大测量测量记录记录目录 上页 下页 返回 结束 第八章第八章第八章第八章第八章第八章 振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法8.3 振动测量与分析的试验方案和试验系统振动测量与分析的试验方案和试验系统一、试验方案的制定：一、试验方案的
9、制定：1、确定测量对象的结构、工作环境、试件的安装，估计试件振动的振级。、确定测量对象的结构、工作环境、试件的安装，估计试件振动的振级。2、选用激振方法和设备。、选用激振方法和设备。 （正弦激振、随机激振、瞬态激振）（正弦激振、随机激振、瞬态激振）3、确定传感器的位置和安装方式。、确定传感器的位置和安装方式。（测点的布置）（测点的布置）4、选择测振及分析系统。、选择测振及分析系统。5、标定和检验所选仪器设备。、标定和检验所选仪器设备。6、绘制测试系统的框图，所选仪器的型号、各测点与仪器连接的通道号。、绘制测试系统的框图，所选仪器的型号、各测点与仪器连接的通道号。7、制定测试步骤，记录方式及分析
10、要求。、制定测试步骤，记录方式及分析要求。目录 上页 下页 返回 结束 第八章第八章第八章第八章第八章第八章 振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法二、测量与分析系统二、测量与分析系统1、测振系统、测振系统被测系统被测系统传感器传感器测振仪器测振仪器记录设备记录设备2、分析系统、分析系统磁带记录仪磁带记录仪动态分析仪动态分析仪打印绘图打印绘图A/D转换转换计算机计算机打印绘图打印绘图3、实时分析系统、实时分析系统 振动台振动台 试件试件传感器传感器放大器放大器实时分析仪实时分析
11、仪A/D-计算机计算机输出设备输出设备模拟信号模拟信号数字信号数字信号D/A低通滤波器低通滤波器功放功放反馈反馈闭环控制系统闭环控制系统目录 上页 下页 返回 结束 第八章第八章第八章第八章第八章第八章 振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法4、试验模态分析系统、试验模态分析系统目录 上页 下页 返回 结束 第八章第八章第八章第八章第八章第八章 振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动
12、测试与分析的任务和方法试试验验模模态态分分析析的的示示意意图图目录 上页 下页 返回 结束 第八章第八章第八章第八章第八章第八章 振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法模态分析系统模态分析系统目录 上页 下页 返回 结束 第八章第八章第八章第八章第八章第八章 振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法单点激励，多点响应单点激励，多点响应目录 上页 下页 返回 结束
13、第八章第八章第八章第八章第八章第八章 振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法8.4 振动测量与信号分析的现状和发展趋势振动测量与信号分析的现状和发展趋势测量仪器测量仪器集成化集成化数字分析系统数字分析系统虚拟仪器虚拟仪器 8.5 振动测量与信号分析的工程应用振动测量与信号分析的工程应用1、宇航：、宇航：飞行器结构振动，飞行器结构振动， 航空发动机的监测与控制，航空发动机的监测与控制， 声振疲劳分析，声振疲劳分析，飞行器的故障诊断。飞行器的故障诊断。2、机械：、机械：机械振动引起
14、的结构强度、刚度的研究，机械振动引起的结构强度、刚度的研究，轴承的振动与磨损，轴承的振动与磨损，振动机械的设计，振动机械的设计， 旋转机械、机床振动、传动齿轮。旋转机械、机床振动、传动齿轮。3、铁路、交通：、铁路、交通：桥梁的动态特性测试。桥梁的动态特性测试。4、土木、建筑：、土木、建筑：建筑结构的动态特性、建筑结构的动态特性、抗震分析与设计、抗震分析与设计、 动态测桩。动态测桩。5、声学：、声学：噪声测试与分析。噪声测试与分析。6、生物医学：、生物医学：7、地震、爆炸：、地震、爆炸：(Virtual Instrument)计算机采集测试分析仪器计算机采集测试分析仪器(Computer Acq
15、uisition Test Analysis Instrument)CATAI 卡泰仪器卡泰仪器VI目录 上页 下页 返回 结束 第八章第八章第八章第八章第八章第八章 振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法现代测试分析系统现代测试分析系统目录 上页 下页 返回 结束 第八章第八章第八章第八章第八章第八章 振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法虚拟仪器虚拟仪器目录
16、 上页 下页 返回 结束 第八章第八章第八章第八章第八章第八章 振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法目录 上页 下页 返回 结束 第八章第八章第八章第八章第八章第八章 振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法目录 上页 下页 返回 结束 第八章第八章第八章第八章第八章第八章 振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与
17、分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法目录 上页 下页 返回 结束 第八章第八章第八章第八章第八章第八章 振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法目录 上页 下页 返回 结束 第八章第八章第八章第八章第八章第八章 振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法目录 上页 下页 返回 结束 第八章第八章第八章第八章第八章第八章 振动测试与分析的
18、任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法目录 上页 下页 返回 结束 第八章第八章第八章第八章第八章第八章 振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法目录 上页 下页 返回 结束 第八章第八章第八章第八章第八章第八章 振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法目录 上页
19、下页 返回 结束 第八章第八章第八章第八章第八章第八章 振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法目录 上页 下页 返回 结束 第八章第八章第八章第八章第八章第八章 振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法目录 上页 下页 返回 结束 第八章第八章第八章第八章第八章第八章 振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任
20、务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法目录 上页 下页 返回 结束 第八章第八章第八章第八章第八章第八章 振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法动态特性测试系统动态特性测试系统目录 上页 下页 返回 结束 第八章第八章第八章第八章第八章第八章 振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法激光测振仪测振仪器简介测振仪器简介目录 上页 下页 返回 结
21、束 第八章第八章第八章第八章第八章第八章 振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法激振器目录 上页 下页 返回 结束 第八章第八章第八章第八章第八章第八章 振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法激振器激振器目录 上页 下页 返回 结束 第八章第八章第八章第八章第八章第八章 振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析
22、的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法加速度传感器加速度传感器目录 上页 下页 返回 结束 第八章第八章第八章第八章第八章第八章 振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法速度传感器速度传感器目录 上页 下页 返回 结束 第八章第八章第八章第八章第八章第八章 振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法人体模型测试人体模型测试手持式振动测试仪手持
23、式振动测试仪目录 上页 下页 返回 结束 第八章第八章第八章第八章第八章第八章 振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法便携式振动测试仪便携式振动测试仪目录 上页 下页 返回 结束 第八章第八章第八章第八章第八章第八章 振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法加速度校准设备加速度校准设备目录 上页 下页 返回 结束 第八章第八章第八章第八章第八章第八章 振动测试与分
24、析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法噪声测试设备噪声测试设备目录 上页 下页 返回 结束 第八章第八章第八章第八章第八章第八章 振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法目录 上页 下页 返回 结束 第八章第八章第八章第八章第八章第八章 振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法振动测试与分析的任务和方法
