产品振动和噪声检测浅析.ppt

第四章 产品的振动与噪声检测## 振动是自然界和工程界常见的现象。振动的消极方面是：影响仪器设备功能，降低机械设备的工作精度，加剧构件磨损，甚至引起结构疲劳破坏；振动的积极方面是：有许多需利用振动的设备和工艺（如振动传输、振动研磨、振动沉桩等）。 振动分析的基本任务是讨论系统的激励（即输入，指系统的外来扰动，又称干扰）、响应（即输出，指系统受激励后的反应）和系统动态特性（或物理参数）三者之间的关系。20世纪60年代以后，计算机和振动测试技术的重大进展，为综合利用分析、实验和计算方法解决振动问题开拓了广阔的前景。 噪声（noise） 即噪音。是一类引起人烦躁、或音量过强而危害人体健康的声音。 振级和噪声是评定机电产品质量的重要指标。 第一节振动检测基础 一、振动描述; 振动(震动)vibration振动(又称振荡)是指一个状态改变的过程。即物体的往复运动。 分类： 振动描述; 自由振动：无阻尼力、无策动力，振幅不变。 阻尼振动：有阻尼力，无策动力，振幅逐渐减小，直至振动停止 受迫振动：有阻尼力、振动系统在周期性策动力作用下的振动。稳定时，系统的振动频率等于策动力的频率，跟系统的固有频率无关 物理量： 振幅A; 周期T： T 其中m为振子质 量，k为振动系统的回复力系数。 圆频率 -----固有频率 频率f= 初相:φ是t=0时运动状态x,v,a 位相： t= t时运动状态x,v,a 受迫振动:在外界驱动力作用下的简谐振动，频率 只与驱动力频率有关。 驱动力频率越接近固有频率，振幅越大。 驱动力频率与固有频率相等时，振幅随时间正比增大，发生共振。 受迫振动与共振 1）受迫振动：振动系统在周期性策动力作用下的振动。稳定时，系统的振动频率等于策动力的频率，跟系统的固有频率无关。 （2）共振：当策动力的频率等于系统的固有频率是振幅最大称为共振。 受迫振动方程：见PPT 振动量大小和形态可以用运动体运动量描述：位移、速度、加速度的时间函数描述，也可用频率，振动频率 。园频率单位(HZ）每秒弧度(rad/s)另外还可以用位移、速度、加速度,相位关系。 波动 波动：振动的传播 机械振动在介质中的传播称为机械波（mechanical wave）。机械波与电磁波既有相似之处又有不同之处，机械波由机械振动产生，电磁波由电磁振荡产生；机械波的传播需要特定的介质，在不同介质中的传播速度也不同，在真空中根本不能传播，而电磁波（例如光波）可以在真空中传播；机械波可以是横波和纵波，但电磁波只能是横波；机械波与电磁波的许多物理性质，如：折射、反射等是一致的，描述它们的物理量也是相同的。常见的机械波有：水波、声波、地震波 形成条件（机械波） 波源 波源也称振源，指能够维持振动的传播 ，不间断的输入能量，并能发出波的物体或物体所在的初始位置。波源即是机械波形成的必要条件，也是电磁波形成的必要条件。 波源可以认为是第一个开始振动的质点，波源开始振动后， 介质中的其他质点就以波源的频率做受迫振动，波源的频率等于波的频率。 波动 在机械波中，介质特指机械波借以传播的物质。仅有波源而没有介质时，机械波不会产生，例如，真空中的闹钟无法发出声音。机械波在介质中的传播速率是由介质本身的固有性质决定的。在不同介质中，波速是不同的。 　　下表给出了0℃时，声波在不同介质的传播速度，数据取自《普通高中课程标准实验教科书-物理（选修3-4）》(2005年)[1]。单位v/m·s^-1 弹性摆轮的受迫振动方程 根据转动定理受迫振动方程 受迫振动方程 当摆轮受到周期性强迫外力矩的作用，并在有空气阻尼的媒质中运动时，其运动方程为 受迫振动的稳定状态 实验装置 波的干涉 频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱，而且振动加强的区域和振动减弱的区域相互隔开。这种现象叫做波的干涉。 产生干涉的一个必要条件是，两列波的频率必须相同或者有固定的相位差。如果两列波的频率不同或者两个波源没有固定的相位差（相差），相互叠加时波上各个质点的振幅是随时间而变化的，没有振动总是加强或减弱的区域，因而不能产生稳定的干涉现象， 不能形成干涉图样。 　　两列波的相干条件是： 　　①频率相同 　　②振动方向相同 　　③相位相同或相位差恒定 二、振动量峰值、有效值、平均值:。 振动一般以机械波形式存在，因此在描述 波动，可用正弦波。 ⑴峰值：在给定区间内，某一量的最大值。 峰峰值是代数差的最大值。对于简谐振动峰峰值是代数差的最大值。对于简谐振动振幅 用峰值表示振动的程度具有一定的价值，强度性破坏直接与峰值有关。 ⑵有效值: 设振动信号， 它的有效值定

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