振动测试与动态信号分析资料
04设备动态信号分析
04设备动态信号分析设备动态信号分析是指对设备在运行过程中产生的各种信号进行分析，以获取设备运行状态、性能参数以及故障特征等信息的过程。
通过对信号的分析，可以帮助工程师了解设备的运行情况，及时发现设备存在的问题，从而采取相应的措施，确保设备的正常运行和良好的性能。
设备动态信号分析通常包括对振动信号、声音信号、温度信号、压力信号等多种信号的分析。
在设备动态信号分析中，振动信号是其中最为重要的一种信号。
振动信号可以反映设备在运行过程中产生的振动情况，包括振幅、频率、相位等参数。
通过对振动信号的分析，可以诊断设备的故障类型、位置和严重程度，评估设备的健康状况，指导设备的维护和保养工作。
振动信号的分析方法包括时域分析、频域分析、时频分析等。
时域分析可以显示信号的波形和震动特征，频域分析可以显示信号的频谱分布，时频分析可以分析信号的时间变化和频率变化规律。
另外，声音信号也是设备动态信号分析中的一种重要信号。
声音信号可以反映设备在运行过程中产生的噪音情况，通过对声音信号的分析，可以评估设备的噪音水平，判断设备的运行状态，诊断设备的故障情况。
声音信号的分析方法包括频谱分析、时间频谱分析、声音图像分析等。
频谱分析可以显示声音信号的频谱特征，时间频谱分析可以显示声音信号的时间分布和频率分布，声音图像分析可以显示声音信号的空间分布和频率特征。
在设备动态信号分析中，温度信号和压力信号也是重要的信号类型。
温度信号可以反映设备在运行过程中的温度情况，通过对温度信号的分析，可以评估设备的热平衡状态，指导设备的温度控制和冷却工作。
压力信号可以反映设备在运行过程中的压力情况，通过对压力信号的分析，可以评估设备的液体和气体流动状态，指导设备的压力调节和安全控制。
总之，设备动态信号分析是一种重要的分析方法，可以帮助工程师了解设备的运行状态，及时发现设备存在的问题，预防设备的故障发生，确保设备的正常运行和良好的性能。
未来，随着科学技术的发展和应用需求的增加，设备动态信号分析将得到更广泛的应用和发展，为设备运行和维护提供更有效的技术支持。
振动测试与数据处理总结
振动数据的分析需要专业的知识和技能，同 时数据处理过程较为复杂，需要耗费大量时 间和人力。
未来的发展趋势和展望
智能化数据处理技术
随着人工智能和机器学习技术的发展，未来振动测试与数 据处理将更加智能化，数据处理速度和精度将得到进一步 提升。
多源信息融合技术
通过融合多源信息，如温度、压力等，可以更全面地评估 设备状态，提高故障诊断的准确性和可靠性。
桥梁在车辆、风、地震等外部激励下会产生振动，长期的振动会导致结构的疲劳和损伤。通过在桥梁上安装振动 传感器，可以实时监测桥梁的振动情况，并将数据传输到数据处理中心进行分析。数据处理包括信号处理、特征 提取和模式识别等步骤，以识别出桥梁的损伤位置和程度，为维修和加固提供依据。
案例二：机械设备的振动测试与数据处理
要点一
总结词
要点二
详细描述
机械设备的振动测试与数据处理是预防性维护的重要手段 ，通过对机械设备运行过程中的振动数据进行采集、分析 和处理，可以预测和诊断设备的故障。
机械设备在运行过程中会产生振动，不同部位和不同类型 的振动可以反映设备的运行状态。通过在关键部位安装振 动传感器，可以实时监测设备的振动情况，并将数据传输 到数据处理中心进行分析。数据处理包括信号处理、频谱 分析和模式识别等步骤，以识别出设备的故障模式和程度 ，为维修和更换提供依据。
数据处理方法
利用数学和统计方法对数据进 行处理，提取有用的信息。
数据解释
根据处理后的数据结果，结合 专业知识进行解释和推断。
数据处理方法
滤波处理
去除噪声和干扰，提高数据质量。
频谱分析
将时域信号转换为频域信号，分析信号的频 率成分。
统计分析
振动测试技术学习资料
一、简谐振动有时域测试参数简谐振动中常用的参数为位移、速度、加速度、激振力、振幅和振动频率，其中前五个参数属于时域测试参数。
二、振动测试及信号分析的任务振动测试及信号分析主要有以下五个方面的任务：（1）验证振动理论和计算结果的准确性，也被称为实验验证或工程振动测试中的正问题。
（2）为改进结构优化设计提供充分的实验依据。
（3）查清外界干扰力的激振水平和规律，以便采取措施来减少或控制振动。
（4）检测诊断设备故障。
（5）振动控制。
三、压电式、涡流式及磁电式传感器的机电变化原理。
1、压电式传感器的机电变换原理某些晶体（如人工极化陶瓷、压电石英晶体等）在一定的方向的外力作用下或承受变形时，它的晶体面或极化面上将有电荷产生。
这种从机械能（力或变形）到电能（电荷或电场）的变换称为正压电效应。
而从电能（电场或电压）到机械能（变形或力）的变换称为逆压电效应。
因此利用晶体的压电效应，可以制成测力传感器。
在振动测量中，由于F=ma,所以压电式传感器是加速度传感器。
2、电涡流传感器的机电变换原理电涡流传感器是一种相对式的非接触传感器，它是通过传感器端部与被测物体之间的距离变化来测量物体的振动位移或幅值的，主要应用于静位移的测量、振动位移的测量、旋转机械中检测转轴的振动测量。
3、电动式（磁电式）传感器的机电变换原理电动式传感器基于电磁感应原理，即当运动的导体在固定的磁场里切割磁力线时，导体两端就感应出电动势，因此利用这一原理而产生的传感器称之为电动式（磁电式）传感器。
它实际上是速度传感器。
四、选择振动传感器的原则选择拾振器类型时，要根据测试的要求（如要求测位移、或测速度、加速度、力等）及被测物体的振动特性（如待测的频率范围，估计的振幅范围等），应用环境情况（如环境温度、湿度、电磁场干扰情况等）结合各类拾振器本身的各项特性指标来考虑。
下列情况可用位移拾振器：（1）位移幅值特别重要时（例如，不允许某振动部件在振动时碰到别的物体，即要求振幅时）。
振动测试与分析报告
振动测试与分析报告摘要：振动测试与分析是一种重要的技术手段，可以用于评估和优化机械设备的性能和可靠性。
本报告通过对某台机械设备的振动测试与分析，探讨其振动特性、故障诊断以及优化方案，为设备运营和维护提供科学依据。
一、引言振动测试与分析在现代机械设备的研发、生产和维护中起着至关重要的作用。
通过监测机械设备的振动信号，可以有效评估其工作状态和性能，并提前发现潜在的故障。
本次振动测试与分析的目的是对某台机械设备的振动特性进行深入研究，以提供相关的优化方案和建议。
二、实验装置及方法本次实验选取了一台工业用离心泵作为研究对象。
实验装置主要由振动传感器、数据采集设备和分析软件组成。
在进行振动测试之前，首先对设备进行了详细的检查和维护，确保设备正常运行。
然后，将振动传感器安装在设备的关键位置，并通过数据采集设备将振动信号采集下来。
三、振动特性分析通过对振动信号进行频域分析和时域分析，可以获得机械设备的振动特性。
频域分析可以将振动信号转换为频谱图，从而确定振动信号的主要频率成分。
时域分析可以获得振动信号的时间变化特征，包括振动的幅值、相位等。
通过对实验数据的分析，我们得到了离心泵在不同工况下的振动特性，并与设备的设计参数进行对比。
四、故障诊断分析振动信号中的异常振动往往与设备的故障有关。
根据振动信号的频谱图和时域特征，可以判断设备是否存在故障，并定位具体的故障位置。
本次实验中，经过振动信号的分析，我们发现离心泵在高速运行时出现了明显的振动异常。
进一步的故障诊断分析表明，该异常是由设备轴承的磨损引起的。
五、优化方案与建议针对离心泵存在的振动问题，我们提出了几种优化方案和建议。
首先，应对设备轴承进行维护和更换，以避免由于磨损而引起的振动问题。
其次，可以通过增加附加的减振装置来减少设备的振动。
此外，优化设备的结构设计和制造工艺也是减少振动的有效手段。
六、结论通过振动测试与分析，我们深入研究了某台离心泵的振动特性以及故障诊断。
《振动测试》实验讲义
实验一 简谐振动幅值测量一、实验目的1.了解振动信号位移、速度、加速度之间的关系。
2.学会用各种传感器测量简谐振动的位移、速度、加速度幅值。
二、实验装置框图简谐振动的位移、速度、加速度幅值测量试验的实验装置与仪器框图见图1-1。
图1-1 实验装置框图三、实验原理在振动测量中，有时往往不需要测量振动信号的时间历程曲线，而只需要测量振动信号的幅值。
振动信号的幅值可根据位移、速度、加速度的关系，用位移传感器或速度传感器、加速度传感器来测量。
设振动位移、速度、加速度分别为x 、v 、a ，其幅值分别为X 、V 、A ：x = Bsin (ωt -ψ) （1）v =dtdy =ωBcos (ωt -ψ) （2） )sin(222ψ--==wt B w dtyd a （3）式中：B 一一位移振幅 ω—振动角频率 ψ—初相位X=B （4） V=ωB=2πfB （5）A=ω2B=(2πf)2B （6）振动信号的幅值可根据式（6）中位移、速度、加速度的关系，分别用位移传感器、速度传感器或加速度传感器来测量。
也可利用动态分析仪中的微分、积分功能来测量。
四、实验方法1、安装激振器把激振器安装在支架上，将激振器和支架固定在实验台基座上，并保证激振器顶杆对简支梁有一定的预压力（不要超过激振杆上的标识），用专用连接线连接激振器和DH1301扫频信号源输出接口。
2、连接仪器和传感器把加速度传感器安装在简支梁的中部，输出信号接到电荷放大器的输入端，并将电荷放大器的输出接到数采分析仪的1通道。
3、仪器参数设置打开数采仪器的电源开关，开机进入DAS2003数采分析软件的主界面，设置采样率（2kHz）、量程范围，输入加速度传感器的灵敏度。
打开一个窗口，分别显示三个通道的信号。
4、采集并显示数据调节扫频信号源的输出频率，使梁产生振动。
分别调整电荷放大器为加速度、速度、位移状态，同时在窗口中读取当前振动的最大值（位移、速度、加速度）。
5、计算数据与实验数据比较按公式计算位移、速度或加速度值，并与实验数据比较。
振动测试与分析
振动测试与分析引言：在各行各业中，振动测试与分析是一项重要的技术，它可以帮助我们了解各种物体和系统的振动特性，以及找出潜在的问题并提供解决方案。
本文将介绍振动测试与分析的基本原理和方法，以及其在不同领域的应用。
一、振动测试的原理振动测试是通过将传感器安装在被测试物体上，测量物体在振动过程中产生的加速度或速度来获取振动信号。
传感器将振动信号转换为电信号，再经过信号放大和采样，最终得到振动波形。
常用的传感器包括加速度计、速度计和位移传感器。
二、振动测试的方法1.自由激振法：在物体上施加外力进行振动，然后测量物体的振动响应。
这种方法适用于研究物体的振动特性和固有频率。
2.强迫激振法：通过施加特定的激励信号，使物体以特定频率和幅度振动。
这种方法常用于测试物体的耐振性和振动特性。
3.模态分析法：通过激励物体的不同模态形式，测量物体不同模态的振动响应，从而研究物体的模态特性和阻尼特性。
三、振动测试与分析的应用1.机械工程领域：振动测试与分析在机械工程中有广泛的应用。
例如，在汽车工业中，振动测试可以用于测试汽车零件的耐用性和可靠性，预测零件的寿命。
在航空航天领域，振动测试可以用于测试航天器的结构强度和振动特性，以提高飞行安全性。
2.电子工程领域：振动测试与分析在电子工程领域也有重要的应用。
例如，在手机制造业中，振动测试可以用于测试手机零件的质量，确保手机在使用过程中的稳定性和可靠性。
另外，在电子设备的设计中，振动测试可以用于优化电路板的设计，减少振动对电子元器件的损坏。
3.土木工程领域：振动测试与分析在土木工程领域有助于评估建筑物和结构的安全性。
例如，在地震工程中，振动测试可以用于评估建筑物的抗震性能，预测地震情况下的结构变形和破坏程度。
此外，振动测试还可以用于监测桥梁、隧道等工程结构的安全状况。
4.生物医学领域：振动测试与分析在生物医学领域中也有应用。
例如，医学领域中常用的超声波检测技术，就是利用振动信号来获取人体组织和器官的内部信息。
振动测试与动态信号分析
振动测试与动态信号分析
振动测试是一种重要的工程实验，它可以检测、评估和改进系统的性
能和可靠性。
它主要用于监测和评价物体的结构、动力学和耐久性能。
它
也可以用于诊断故障并提出进一步的维护措施。
振动测试和动态信号分析是振动测试的主要方法之一，它是对系统的
动态性能检测和评估的有效手段。
振动测试可以快速和准确地捕捉原始振
动信号，并将它们可视化。
振动测试还可以检测和分析动态响应，从而从
多个角度了解系统的性能和可靠性。
动态信号分析也是技术测试工作的重要组成部分，它将振动信号进行
信号处理，分析系统的动态行为，可反映系统的状态和性能。
通过这种方法，可以诊断故障类型，指导维护策略，确定不良结构性能，验证设计参数，优化运行状态，等等。
它可以通过模拟检测和实验测试相结合的方式
完成，来获得完整的数据分析和诊断结果，以识别和可靠性评估复杂的机
械系统。
动态信号分析是通过复杂的信号处理方法，对原始振动信号进行分析、可视化和诊断，从而对机械系统的性能和可靠性进行评估。
机械结构的动态特性测试与分析
机械结构的动态特性测试与分析引言：机械结构在现代工业中起着不可或缺的作用，从汽车发动机到航天飞行器，从建筑大厦到微型电子设备，都离不开稳定可靠的机械结构。
然而，由于各种因素的影响，机械结构往往存在动态特性，如共振、频率响应等问题，这些问题可能引发机械结构的破坏和故障。
因此，对机械结构的动态特性进行测试与分析变得至关重要。
一、动态特性测试方法1. 振动测试振动测试是评估机械结构动态特性的重要手段之一。
通过在机械结构上施加外力或激励，测量相应的振动信号，可以获取机械结构的共振频率、振动模态等信息。
常用的振动测试方法有自由振动测试和强制振动测试。
自由振动测试是在机械结构未受到任何外力干扰时的振动行为。
通过激励结构，记录下结构在自由振动过程中的振动信号，再经过数据处理和分析，可以得到机械结构的频率响应曲线和模态参数。
强制振动测试是施加外力或激励至机械结构后的振动行为。
通过在结构上施加单频、多频或随机激励信号，测量在不同激励下结构的振动响应，并进行数据处理和分析，可以研究机械结构的频率响应特性、传递函数等。
2. 声学测试声学测试是利用声波的传播和反射特性，测试和分析机械结构的动态特性。
常用的声学测试方法有声传递函数测试、声发射测试和声发射瞬变测试。
声传递函数测试是通过测量机械结构入射声波信号和反射声波信号之间的幅度和相位差，推断机械结构的振动特性和传递函数。
声发射测试是用于检测机械结构内部缺陷和损伤的方法。
通过在机械结构上施加外力或激励，并用传感器实时测量结构表面的声发射信号，再通过信号处理和分析，可以判断出机械结构的缺陷和故障。
声发射瞬变测试是在机械结构的工作状态下，测量由于结构内部应力变化引起的瞬态声发射信号，从而判断机械结构的动态特性和工作状态。
二、动态特性测试与分析的意义1. 提高机械结构的可靠性与安全性通过对机械结构的动态特性进行测试和分析，可以了解结构共振频率、振动模态等参数，从而避免结构受到共振现象的影响。
无损检测技术中的振动测试与分析方法详解
无损检测技术中的振动测试与分析方法详解无损检测技术被广泛应用于机械设备、航空航天、汽车工业等领域，其中振动测试与分析方法是无损检测技术的重要组成部分之一。
振动测试与分析方法的目标是通过对被测物体振动信号的采集和分析，来判断其结构可靠性、研究其工作原理、预测其故障状态等。
本文将详细介绍振动测试与分析方法的原理、应用以及常用的测试设备。
振动测试与分析方法常用于故障诊断和结构动力学分析。
通过检测被测物体振动信号的频率、振幅和相位等参数，可以确定其是否存在异常振动、磨损、脱落等问题。
同时，振动信号的频谱分析和频域分析可以获取系统的动态特性，如共振频率、固有频率等信息，为结构设计和动态优化提供参考依据。
振动测试首先需要对被测物体进行传感器的安装。
常用的传感器包括加速度传感器、速度传感器和位移传感器。
加速度传感器通过测量物体在特定点上的加速度来获取振动信号；速度传感器通过测量物体在特定点上的速度来获取振动信号；位移传感器通过测量物体在特定点上的位移来获取振动信号。
在振动测试过程中，需要注意传感器的选择和位置的确定。
传感器选择要考虑被测物体的特点以及测试需求。
位置的确定则需考虑传感器的灵敏度、测量范围和安全因素等因素。
振动测试完成后，需要进行信号处理和分析。
常用的信号处理方法包括傅里叶变换、小波变换和相关分析等。
傅里叶变换可以将时域信号转换为频域信号，通过分析频谱可以获取振动信号的频率成分。
小波变换可以将信号分解为不同频率成分的小波系数，通过对小波系数的分析可以对不同频率成分的振动信号进行识别和分析。
相关分析可以用于判断振动信号与特定事件之间的关系，如判断振动信号是否与某个故障事件有关联。
振动测试与分析方法在工程实践中有着广泛的应用。
在机械设备维护中，通过对振动信号的监测和分析，可以对设备的故障状态进行诊断和预测，提前采取维修措施，避免设备故障带来的不必要损失。
在航空航天领域，振动测试与分析方法被用于研究飞机、火箭等飞行器的动力学特性，优化设计和提高性能。
(完整)振动测量仪器知识
振动测量仪器知识一、概述（一)用途振动测量仪器是一种测量物体机械振动的测量仪器.测量的基本量是振动的加速度、速度和位移等,可以测量机械振动和冲击振动的有效值、峰值等，频率范围从零点几赫兹~几千赫兹。
外部联接或内部设置带通滤波器，可以进行噪声的频谱分析.随着电子技术尤其是大规模集成电路和计算机技术的发展,振动测量仪器的许多功能都通过数字信号处理技术代替模拟电路来实现。
这不仅使得电路更加简化,动态范围更宽,而且功能和稳定性也大大提高，尤其是可以实现实时频谱分析，使振动测量仪器的用途更加广泛。
（二）分类与特点振动测量仪器按功能来分:分为工作测振仪、振动烈度计、振动分析仪、激振器(或振动台）、振动激励控制器、振动校准器测量机械振动，具有频谱分析功能的称为频谱分析仪,具有实时频谱分析功能的称为实时频谱分析仪或实时信号分析仪，具有多路测量功能的多通道声学分析仪。
振动测量仪器按采用技术来分：分为模拟振动计、数字化振动计和多通道实时信号分析仪。
振动测量仪器按测量对象来分：分为测量机械振动的通用振动计,测量振动对人体影响的人体（响应）振动计、测量环境振动的环境振动仪和振动激励控制器。
●工作测振仪特点通常是手持式，操作简单、价格便宜，只测量并显示振动的加速度、速度和位移等。
以前用电表显示测量值,现在都是用数字显示。
通常不带数据储存和打印功能,用于一般振动测量。
振动烈度计是指专用于测量振动烈度（10 Hz～1000 Hz频率范围的速度有效值）的振动测量仪器。
●实时信号分析仪特点实时信号分析仪是一种数字频率分析仪，它采用数字信号处理技术代替模拟电路来进行振动的测量和频谱分析。
当模拟信号通过采样及A/D转换成数字信号后,进入数字计算机进行运算,实现各种测量和分析功能。
实时信号分析仪可同时测量加速度、速度和位移，均方根、峰值（Peak）、峰—峰值（Peak—Peak)检波可并行工作。
不仅分析速度快，而且也能分析瞬态信号，在显示器上实时显示出频谱变化，还可将分析得到的数据输出并记录下来.●动态信号测试和分析系统特点包含多路高性能数据采集、多功能信号发生、基本信号分析，还可以选择高级信号分析；以及模态分析、故障分析等应用。
3-振动测试分析技术
相对轴位移
§ 3.3振动测试方案
3 测试位置（监测点）
相对轴膨胀
§ 3.3 振动测试方案
4 测试周期：
定期、随机、巡检、在线监测，企业的要求， 国家的规定，分析的需要等。
§ 3.3 振动测试方案
5 振动评定标准：
• 绝对法
根据相应的国际标准、国家标准、行业标准等， 如： ISO， GB， API 等。
直接测量参数的选择
振动位移、振动速度和振动加速度三者的幅值之间的关系 与频率有关，所以，在低频振动场合，加速度的幅值不大 ；在高频振动场合，加速度幅值较大。考虑到三类传感器 及其后续仪器的特性，并根据振动频率范围而推荐选用振 动量测量的范围。
§ 3.2 振动测试的仪器设备
传感器的合理选择
灵敏度
传感器的灵敏度越高，可以感知越小的变化量，即被测量 稍有微小变化时，传感器即有较大的输出。但灵敏度越高 ，与测量信号无关的外界噪声也容易混入，并且噪声也会 被放大。因此，灵敏度高的传感器往往要求有较大的信噪 比。过高的灵敏度会影响其适用的测量范围。
轴承上
75
50
轴上(靠近 轴承)
150
100
3000 25 50
3600 ≥6000
21
12
44
20
§ 3.2 振动测试方案
5 振动评定标准：
绝对法
在制定上述振动标准时，假设： 机组振动为单一频率的正弦波振动； 轴承振动和转子振动基本上有一固定的比
值，因此可利用轴承振动代表转子振动； 轴承座在垂直、水平方向上的刚度基本上
§ 3.2 振动测试的仪器设备
传感器的合理选择 线性范围
传感器都有一定的线性范围，在线性范围内输出与输入成 比例关系。线性范围愈宽，表明传感器的工作量程愈大。
振动测量技术-振动信号的频谱分析振动
振动测量技术-振动信号的频谱分 析振动
5.1.2 振动测量系统
1.振动测量方法分类 振动测量方法按振动信号转换的方式可分为
电磁式 激振器
交变电流通至电磁铁的激振线圈，产生周期性的 交变吸力，作为激振力
用于非接触激振，频率范围宽、 设备简单，振动波形差，激振 力难控制
电液式 激振器
用小型电动式激振器带动液压伺服油阀以控制油 缸，油缸驱动台面产生周期性正弦波振动
激振力大，频率较低，台面负 载大，易于自控和多台激振， 设备复杂
(2) 激振器 激振器是对试件施加某种预定要求的激
振力，使试件受到可控的、按预定要求振动 的装置。为了减少激振器质量对被测系统的 影响，应尽量使激振器体积小、重量轻。表 5.3列举了部分常用的激振器。
振动测量技术-振动信号的频谱分 析振动
表5.3 部分常用的激振设备
名称
工作原理
适用范围及优缺点
永磁式电 动激振器
振动测量技术-振动信号的频谱分 析振动
(3) 振动分析仪器
从拾振器检测到的振动信号和从激振点检测到的力信号 需经过适当的分析处理，以提取出各种有用的信息。目 前常见的振动分析仪器有测振仪、频率分析仪、FFT分 析仪和虚似频谱分析仪等。
1.测振仪 2.频率分析仪 3.FFT分析仪 4.虚拟频谱分析仪
振动测量技术-振动信号的频谱分 析振动
2. 电测法振动测量系统
干扰
激振
系统
测振传感器
中间变换电 路
信号发生器 功放
振动试验技术资料和数据处理和分析方法
振动试验技术和数据处理和分析方法振动试验是指评定产品在预期的使用环境中抗振力量而对受振动的实物或模型进展的试验。
依据施加的振动载荷的类型把振动试验分为正弦振动试验和随机振动试验两种。
正弦振动试验包括定额振动试验和扫描正弦振动试验。
扫描振动试验要求振动频率按肯定规律变化，如线性变化或指数规律变化。
振动试验主要是环境模拟，试验参数为频率范围、振动幅值和试验持续时间。
振动对产品的影响有:构造损坏，如构造变形、产品裂纹或断裂;产品功能失效或性能超差，如接触不良、继电器误动作等，这种破坏不属于永久性破坏，由于一旦振动减小或停顿，工作就能恢复正常;工艺性破坏，如螺钉或连接件松动、脱焊。
从振动试验技术进展趋势看，将承受多点掌握技术、多台联合感动技术。
简介振动试验是仿真产品在运输、安装及使用环境中所患病到的各种振动环境影响，本试验是模拟产品在运输、安装及使用环境下所患病到的各种振动环境影响，用来确定产品是否能承受各种环境振动的力量。
振动试验是评定元器件、零部件及整机在预期的运输及使用环境中的抵抗力量。
最常使用振动方式可分为正弦振动及随机振动两种。
正弦振动是试验室中常常承受的试验方法，以模拟旋转、脉动、震荡(在船舶、飞机、车辆、空间飞行器上所消灭的)所产生的振动以及产品构造共振频率分析和共振点驻留验证为主，其又分为扫频振动和定频振动两种，其严苛程度取决于频率范围、振幅值、试验持续时间。
随机振动则以模拟产品整体性构造耐震强度评估以及在包装状态下的运送环境，其严苛程度取决于频率范围、GRMS、试验持续时间和轴向。
振动又分为正弦振动、随机振动、复合振动、扫描振动、定频振动。
描述振动的主要参数有:振幅、速度、加速度。
振动试验包括响应测量、动态特性参量测定、载荷识别以及振动环境试验等内容。
响应测量主要是振级的测量。
为了检验机器、构造或其零部件的运行品质、安全牢靠性以及确定环境振动条件，必需在各种实际工况下，对振动系统的各个选定点和选定方向进展振动量级的测定，并记录振动量值同时间变化的关系(称为时间历程)。
航空发动机振动测试与分析
航空发动机振动测试与分析随着现代飞机的飞行速度和高度不断提高，对于航空发动机的性能和安全性更是要求越来越高。
在发动机的设计和制造中，振动测试与分析是非常重要的一个环节。
本文将从航空发动机振动产生原因、测试方法以及分析结果等方面探讨航空发动机振动测试与分析。
一、航空发动机振动产生原因航空发动机进行振动测试的目的是为了判断其在使用过程中是否会出现不正常的振动现象。
那么，航空发动机为什么会产生振动呢？这个问题需要从以下几个方面逐一解答。
1. 不平衡不平衡是导致航空发动机振动的最主要原因。
当发动机部件的重量分布不均匀，或者质心与转轴不在同一位置时，就会引起不平衡。
这样，在高速旋转时就会引起离心力作用，导致整个发动机也发生振动。
2. 根扭根扭是指发动机转子以扭转模式振动的一种现象。
这种振动通常是由于转子的弯曲或者断面形状不均匀所引起的。
根扭会导致转子在高速旋转时发生扭动，进而会引起整个发动机的振动。
3. 机械共振机械共振是指发动机受到外界激励作用，发动机各部件均以共振模式振动时产生的一种现象。
机械共振往往是在特定的频率范围内发生，如果这种共振模式与发动机工作频率相似，那么就会导致整个发动机产生严重的振动。
二、航空发动机振动测试方法了解了航空发动机振动的产生原因，接下来我们来了解一下航空发动机振动测试的方法。
1. 简单的直接测量法直接测量法是指通过安装加速度计来测量发动机的振动情况。
这种方法简单易行，但是只能对整个发动机的振动情况进行监测，无法确定引起振动的具体原因。
2. 多点振动测试法多点振动测试法是指在整个发动机上安装多个加速度计，同时对每个加速度计的输出结果进行同步处理，以确定发动机各部件的振动情况，并尝试确定引起振动的原因。
多点振动测试法需要使用高精度的测量设备，且测试比较复杂，需要专业人员进行操作。
3. 模态测试法模态测试法是一种基于振动模态分析的测试方法，旨在研究发动机在不同振动模态下的自然频率和振动形态，以确定其振动特性和原因。
振动信号分析和振动测试的基础知识
fd
=
1 Td
无阻尼固有频率fn =
fd 1- ζ2
对数减幅系数 δ = ln X i
X i+1
阻尼比 ζ = δ 4π 2 +δ 2
17
强迫振动的特点
振动的频率等于激励的频率。 振幅与激励的强弱成正比。 激励频率接近固有频率时，发生共振现象。 阻尼小，共振峰高；阻尼大，共振峰低。 位相上说，振动落后于激励。 振幅和位相随激励频率而变化，变化规律用系统
频谱图 (Spectrum)
组成振动的各谐波成分
轴心轨迹 (Orbit)
转轴中心的振动轨迹，由水平和铅垂两 方向波形合成
37
波形图、频谱图及轴心轨迹
38
旋转机械的振动图示 (变转速)
轴心轨迹阵
各转速下的轴心轨迹的组合
波德图与极坐标图 (Bode & Polar Plot)
升（降）速时，基频幅值和相位的变化
测量非转动部件的绝对 振动的速度。 不适于测量瞬态振动和 很快的变速过程。 输出阻抗低，抗干扰能 力强。 传感器质量较大，对小 型对象有影响。
22
典型的磁电速度传感器
23
压电加速度传感器
接收形式：惯性式 变换形式：压电效应 典型频率范围：0.2Hz~10kHz
线性范围和灵敏度随各种不同型号 可在很大范围内变化。
9
各种振动的频谱图
名称 波 形 频 谱 名称 波 形
频谱
10
Hale Waihona Puke FT时间域频率域IFFT
11
简单的振动系统
* 以单自由度振动系统为例
12
振动系统的模态特性
振动系统的模态特性有两个参数
振动测试及其分析
振动测试及其分析 1.振动测试与动态信号分析1.1 基本术语动态参数：结构振动的位移、速度、加速度；冲击的加速度；噪声的声压等（随时间变化）。
动态测试：由传感器测得这些非电物理量并转变为电信号，然后经过信号放大、滤波等适调环节，对信号作适当调节，对测试结果进行显示、记录的过程。
模拟信号：工程中的动态物理量都是随时间变化的，相应的连续时间信号称为模拟信号。
数字信号：由模拟信号转换得到的离散数字序列。
其特点是便于存储、处理。
数字信号是模拟信号在一定条件下的近似表示。
数据采集：将连续时间信号转变为离散数字信号的过程称为数据采集。
数据采集的方法：采样、量化—模数转换（A/D 转换）A/D 转换产生的问题：频率混迭（偏度误差）、信号噪声比（随机误差）。
解决或减小误差的方法：抗混滤波、充分利用A/D 转换器的动态范围。
信噪比（SNR ）：信号功率与噪声功率之比。
用来衡量量化误差的大小，可作为反映量化过程的主要精度指标。
动态范围（DR ）：可测试的最大信号与分辨率之比，通常用分贝（dB ）表示。
A/D 转换器的动态范围DR 与A/D 转换位数N 的关系：NDR 2lg 20=； 如N=12，DR ≈72 dB频响函数测试分类：按激振力性质的不同，频响函数测试可分为稳态正弦激励、随机激励及瞬态激励三类。
其中随机测试又有纯随机、伪随机、周期随机之分。
瞬态测试则有快速正弦扫描、脉冲激励和阶跃(张驰)激励等几种方式。
脉冲激励可分为单点敲击多点测量和多点敲击单点测量两种。
前者是求出频响函数矩阵中的某一列，后者是求出频响函数矩阵中的某一行。
根据频响函数矩阵的对称性，其分析完全相同。
1.2 信号分析从观测领域的不同，对信号特征进行分析的方法主要有三种：幅值域、时（间）域、频（率）域。
(1) 幅值域分析：有效值、峰值、平均值、方差（对随机信号 均值、方差，概率密度和概率分布函数）。
峰值：动态信号时间历程中瞬时绝对值的最大值 max )(t x x p =对简谐信号来讲，用峰值描述是恰当的，t A t x ωsin )(=，A x p =。
振动测试与分析实验指导书资料
实验指导书基于弦索振动频率测试张力实验范晨光高芳清张刚编西南交通大学力学与工程学院二○一一年五月学生实验须知1.实验前，必须预习实验指导书中相关内容，了解本次实验的目的、要求及注意事项。
2.按预约实验时间准时进入实验室，不得无故迟到、早退、缺席。
3.进入实验室后，不得高声喧哗和擅动仪器设备。
4.保持实验室整洁，不准在机器、仪器及桌上涂写，不准乱丢纸屑，不准随地吐痰。
5.实验中，严格遵守操作步骤和注意事项。
实验室，仪器设备发生故障，要立即报告指导老师，及时检查，排除故障后方能继续实验。
6.实验过程中，学生不按仪器操作规程操作损坏仪器设备者，将按学校《损坏仪器赔偿》规定处理。
7.实验过程中，同学们要相互配合，认真测取数据和记录实验数据。
8.实验结束后，应将仪器、工具清理摆正。
不得将实验室的工具、仪器、材料等带出实验室。
9.实验完毕，实验数据续经指导老师认可，盖章后方能离开实验室。
10.实验报告只提供大体格式，具体报告格式由学生自行拟定。
实验报告要求做到字迹端正、绘图清晰、表格简明、语言顺畅。
前言本实验内容以西南交通大学实验教学与实验技术项目为依托，结合西南交通大学力学与工程实验中心个性化实验项目而开发。
通过本实验，使学生深化力学基础知识，了解、熟悉力学知识在实际工程中的应用，培养动手能力、分析解决问题的方法和技能，开拓学生对力学知识在工程应用中的视野。
本实验涉及振动理论、数字信号处理、谱分析等方面深层知识以及振动信号采集、分析方面的新发展，旨在培养学生操作动态测试相关仪器的能力，掌握频率法测试弦索内力的方法，并学会运用相关理论来解释分析实验结果，从而达到巩固理论知识和学会实验方法的双重目的。
本指导书由实验原理及实验仪器简介、数据分析处理、实验报告组成。
本个性化实验主要面向土木、力学、检测类专业本科生开放。
一、实验目的（1）通过振动测试系统测得弦索各阶固有频率；（2）通过力传感器测得弦索内力；（3）将实测的固有频率通过公式计算得到弦索内力计算值，并与实测值进行比较。
振动分析报告
振动分析报告1. 引言振动分析是一种用于研究和评估机械系统振动特性和健康状况的方法。
通过分析机械系统的振动数据，可以识别出潜在的故障或异常状态，从而采取相应的维修或改进措施，确保系统的安全性和运行效率。
本报告旨在分析机械系统振动数据，并提供相应的结论和建议。
2. 数据采集与分析方法2.1 数据采集在本次振动分析中，我们采集了机械系统在运行过程中的振动数据。
通过安装振动传感器，可以实时监测机械系统的振动情况，并将数据采集到计算机中进行后续分析。
2.2 数据处理与分析采集到的振动数据可以通过振动分析软件进行处理和分析。
常用的振动参数包括振动加速度、振动速度和振动位移等。
通过分析这些参数的变化趋势和波形图，可以了解机械系统的振动特性。
3. 数据分析结果3.1 频谱分析通过对振动数据进行频谱分析，我们可以得到系统在不同频率下的振动幅值。
根据频谱图，我们可以判断是否存在异常频率分量，进而识别故障或异常情况。
3.2 振动时间历程分析振动时间历程图可以展示系统振动信号的时域波形。
通过观察时间历程图，我们可以判断振动信号是否存在周期性变化或突变现象，从而对机械系统的稳定性和可靠性进行评估。
3.3 振动相位分析振动相位分析可以分析不同频率的振动信号之间的相位关系。
通过观察相位图，我们可以判断不同振动组件之间的相互作用，进而对系统的动态响应进行评估。
4. 结论与建议通过对机械系统振动数据的分析，我们得到以下结论和建议：•在频谱分析中，我们观察到频率为X Hz的异常频率分量，提示机械系统可能存在故障或磨损情况，建议进行维修或更换相关部件。
•振动时间历程图显示系统振动信号存在周期性变化，可能是由于不平衡或轴承故障引起的，建议进行动平衡或轴承维修。
•振动相位分析显示不同频率的振动信号之间存在相位差，可能是由于机械系统的非线性特性引起的，建议进行系统优化或调整。
综上所述，通过振动分析，我们可以评估机械系统的振动特性和健康状况，并提供相应的维修或改进建议，以确保系统的正常运行和安全性。
《振动测试实验》实验报告 - DyTACN-Modal Modal
实验名称
使用动态信号分析仪测试结构的频率响应函数
姓名
学号
同组实验者
指导教师
实验日期
南京航空航天大学
机械结构力学及控制国家重点实验室
二○一一年
一、
1.了解动态信号分析仪的功能，掌握动态信号分析仪的使用
2.掌握使用动态信号分析仪以随机激励测量结构频率响应函数的方法
3.掌握使用动态信号分析仪以锤击激励测量结构频率响应函数的方法
sx1201123王小二三班01doc振动测试实验实验报告掌握从频率响应函数中读取结构近似模态参数的方法二实验原理图仔细观察试验设备并将下列原理图中的测试仪器正确连线使用虚拟动态信号分析仪测量结构频率响应函数随机激励电脑力传感器加速度传感器激振器南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室使用35670动态信号分析仪测量结构频率响应函数随机激励使用35670动态信号分析仪测量结构频率响应函数锤击激励加速度传感器35670动态信号分析仪sourceinput35670动态信号分析仪sourceinput力传感器加速度传感器激振器振动测试实验实验报告详述使用35670动态信号分析仪随机信号激励测量双简支梁频率响应函数时设置的主要参数并给出具体数值
四、实验Байду номын сангаас据
1.请绘出一条试验得到的典型频响的相频图与幅频图
图4测得的典型频率响应函数
2.记录以下数据
近似固有频率：第1阶Hz，第2阶Hz，第3阶Hz。
近似振型数据：
阶次
测点
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
1
幅值
相位
2
幅值
振动检测原理
振动检测原理
振动检测是一种通过监测物体或系统的振动状态来获取信息的技术。
振动检测在工程领域中具有广泛的应用，可以用于预测设备的故障、监测结构的健康状况以及进行结构动力学分析等。
本文将介绍振动检测的原理及其在工程中的应用。
首先，振动检测的原理是基于物体在振动过程中产生的动态信号。
当物体受到外力作用时，会产生振动，而这种振动会引起物体产生动态变形，从而产生动态应力和应变。
这些动态应力和应变会导致物体产生动态振动信号，而这些信号可以通过传感器进行监测和采集。
因此，振动检测的原理是通过监测物体的振动信号来获取物体的动态信息。
其次，振动检测在工程中具有重要的应用价值。
首先，振动检测可以用于预测设备的故障。
通过监测设备的振动信号，可以及时发现设备的异常振动，从而预测设备可能存在的故障，并采取相应的维护措施，避免设备故障对生产造成影响。
其次，振动检测可以用于监测结构的健康状况。
对于桥梁、建筑物等结构，通过监测其振动信号，可以了解结构的动态响应，及时发现结构的损伤和疲劳裂纹，从而进行维护和修复。
此外，振动检测还可以用于进行结构
动力学分析，通过监测结构的振动响应，可以了解结构的固有频率和振型，为工程设计和结构优化提供依据。
总之，振动检测是一种重要的工程技术，其原理是通过监测物体的振动信号来获取物体的动态信息。
振动检测在工程中具有广泛的应用，可以用于预测设备的故障、监测结构的健康状况以及进行结构动力学分析。
振动检测技术的发展为工程领域的发展提供了重要的支持，也为工程安全和可靠运行提供了保障。
希望本文能够对振动检测技术有所了解，并为工程实践提供一定的参考价值。
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有效值（均方根值） 总体有效值 x lim 1
rms T
T
T
0
x 2 (t )dt
样本有效值 xrms 离散数据序列 总体有效值 xrms
1 T
T
0
x 2 (t )dt
N
1 lim N N
1 N
N
2 x i i 1
样本有效值
x rms
2 x i i 1
数据采集：将连续时间信号转变为离散 数字信号的过程称为数据采集。 数据采集的方法：采样、量化 — 模数转 换（A/D转换） A/D转换产生的问题：频率混迭（偏度误 差）、信号噪声比（随机误差）。 解决或减小误差的方法：抗混滤波、充 分利用A/D转换器的动态范围。
信噪比（ SNR ）：信号功率与噪声功率 之比。用来衡量量化误差的大小，可作 为反映量化过程的主要精度指标。 动态范围（DR）：可测试的最大信号与 分辨率之比，通常用分贝（dB）表示。 A/D 转换器的动态范围 DR 与 A/D 转换位 数N的关系： DR 20 lg 2 N 如N=12，DR≈72 dB
x
1 T
T
0
[ x (t ) x ]2 dt
对离散数字信号序列 N 1 2 lim ( x ) 总体方差 i x x N N
2
i 1
样本方差
x
2
1 N
2 ( x ) i x i 1
N
方差反映了信号在中心位置上的波动程度。
方差反映了信号在中心位置上的波动程 度
功率谱密度的另一种定义 相关函数的傅立叶变换
S x ( ) Rx ( )e j d
R x ( ) 1 2
S x ( )e j d
维纳—辛钦定理
功率谱密度的估计
由功率谱密度的定义及其与均方值的关系
1 ˆ Gxx ( f ) BeT
信号分析
1． 幅值域分析：有效值、峰值、平均值 （对随机信号 均值、方差，概率密度和 概率分布函数）。 峰值：动态信号时间历程中瞬时绝对值 的最大值 x p x(t ) max 对简谐振动来讲，用峰值描述是恰当的。
x(t ) A sin t
，。
xp A
平均值 1 T 总体平均值 x lim x (t )dt T T 0 1 T x x (t )dt 样本平均值 T 0
均方值（有效值的平方）反映了信号动态 与静态总的平均能量水平
时域分析
相关函数分析 信号的自相关函数是描述一个时刻与另一 个时刻的取值之间的依赖关系 时延分析
频谱分析
（自）功率谱密度函数，互功率谱密度 函数（多通道），频响函数分析。 对振动、冲击等快变物理量，测试所得 的随时间变化的信号（时间历程）不足 以描述信号本身的特征，而有效值、峰 值等参数反映的信息量又太少 频谱分析：将在时间域变化的信号变换 为在频（率）域中有效值或均方值随频 率的分布
带阻滤波器
动态信号分析
工程上通过测试得到的振动信号通常是 时间历程（时域信号），即振幅随时间 变化的序列（或函数）
Байду номын сангаас
从观测领域的不同，对信号特征进行分 析的方法主要有三种：幅值域、时（间） 域、频（率）域
把复杂的时间历程波形经过傅立叶变换 分解为若干单一的谐波分量进行研究， 以获得信号的频率结构 — 频谱（各谐波 分量的幅值和相位信息）。 频率分析是动态信号分析的基本方法和 手段。 谱分析包含线性谱分析（对确定性信号） 和均方谱分析，即功率谱密度分析 （PSD）。 线性谱（幅值谱）：可直接由 FFT 得到。 快速傅立叶变换（FFT）
振动测试与动态信号分析
动态测试：由传感器测得这些非电物理量并 转变为电信号，然后经过信号放大、滤波等 适调环节，对信号作适当调节，对测试结果 进行显示、记录的过程。 模拟信号：工程中的动态物理量都是随时间 变化的，相应的连续时间信号称为模拟信号。 数字信号：由模拟信号转换得到的离散数字 序列。其特点是便于存储、处理。 数字信号是模拟信号在一定条件下的近似表 示。
频率分析
功率谱密度
2 1 lim X T ( ) 定义： S ( ) ES ( , x T T
功率谱密度反映了随机过程统计参量均方 值在频域上的分布。 x的傅立叶变换。 (t ) X T ( ) 是信号
1 x (t ) 2
2 2 1 lim X T ( ) d T T
对离散数字序列 总体均值 样本均值
1 x lim N N 1 x N
N
x
i 1 i
N
i
x
i 1
均值反映信号中心位置和变化的平均水平。
均值和峰值不能反映信号在中心位置上 下波动的情况。
方差 总体方差 样本方差
x
2
1 lim T T
2
T
0
[ x (t ) x ]2 dt
通过低频信号而衰减抑制高频信号。其 截止频率定义为当增益因子下降为最大 值的0.707时的频率
低通滤波器
抗混滤波器
抗混滤波器通常要求的指标为 l 过渡带衰减斜率≤-80～-120dB/Oct l 阻带衰减≥75～80dB l 通带波纹度≤±0.5～±0.1dB
高通滤波器
带通滤波器
频谱分析的基本方法：（快速）傅立叶 变换（FFT）。 频谱分析的主要误差： 泄露（偏度误差） 原因—有限长截断造成 减小的方法—加窗函数 随机误差：减小的方法—多次平均
数据采集
滤波器
滤波器是具有一定传递特性的信号变换 电路。它可以使某些特定频率的信号通 过而阻止或衰减其他频率的信号。能通 过滤波器的信号频率范围称为滤波器的 通带；不能通过的信号频率范围称为阻 带。通带与阻带之间：过渡带。 理想滤波器的传递特性：通带内传递特 性为1，阻带内传递特性为0； 理想滤波器在物理上无法实现。 实际滤波器通常是分别对阻带、通带及过 渡带传递特性提出一定要求，使之接近 理想滤波器的传递特性