一、振动参数及结构特性参数测量
振动测量实验报告
振动测量实验报告振动测量实验报告引言振动是物体在空间中周期性的运动，广泛存在于自然界和工程实践中。
对振动的测量和分析对于了解物体的结构和性能具有重要意义。
本实验旨在通过振动测量实验，探究振动现象的特性和相关参数的测量方法。
实验目的1. 了解振动的基本概念和特性；2. 掌握振动参数的测量方法；3. 学习振动测量仪器的使用和操作；4. 分析振动测量结果，得出相应结论。
实验仪器和材料1. 振动测量仪器：包括加速度传感器、振动传感器、振动分析仪等；2. 实验样品：可选取弹簧振子、悬臂梁等。
实验步骤1. 准备工作：检查仪器是否正常工作，确保传感器与分析仪器连接良好；2. 安装样品：根据实验要求，选择合适的样品并固定在测量平台上；3. 连接传感器：将加速度传感器或振动传感器与样品连接，并确保传感器位置合适；4. 开始测量：启动振动分析仪器，进行振动测量；5. 记录数据：根据实验要求，记录振动参数的数值，包括振幅、频率、相位等；6. 分析结果：根据测量数据，进行振动特性的分析和对比；7. 结论和讨论：根据实验结果，得出相应结论，并进行讨论。
实验结果与讨论通过实验测量和分析，我们得到了一系列振动参数的数值。
以弹簧振子为例，我们观察到随着振动频率的增加，振幅逐渐减小，这符合振动能量逐渐耗散的特性。
同时，我们还发现在某些频率下，振幅会出现明显的共振现象，这是由于外界激励与振动系统的固有频率相吻合所致。
通过对不同样品的振动测量和对比分析，我们还可以得出不同结构和材料的振动特性差异。
例如，悬臂梁相比弹簧振子更容易发生共振现象，这是由于其固有频率较低，容易与外界激励相吻合。
这些实验结果有助于我们理解和优化工程结构的振动性能。
实验误差分析在实验过程中，可能存在一些误差，例如传感器的位置不准确、测量仪器的精度限制等。
这些误差可能对测量结果产生一定影响。
为了减小误差，我们应该在实验前进行充分的准备工作，确保仪器和样品的状态良好，并在测量过程中注意操作细节。
机械结构的振动测试与模态分析
机械结构的振动测试与模态分析机械结构的振动是指在运动或工作过程中，由于受到外界激励或内部失稳因素的影响而出现的周期性或非周期性的振动现象。
振动不仅会影响机械结构的正常运行，还可能导致结构疲劳、损坏，甚至产生严重事故。
因此，了解机械结构的振动特性，进行振动测试和模态分析，对于结构设计、改进和维护具有重要意义。
1. 振动测试振动测试是通过实验手段对机械结构的振动特性进行测量和分析的过程。
常见的振动测试手段包括加速度传感器、速度传感器、位移传感器等。
通过这些传感器，可以测量到结构在不同频率范围内的振动加速度、振动速度和振动位移等参数。
振动测试不仅可以定量地描述结构的振动特性，还可以研究振动的传播路径、频谱特性和共振现象等。
2. 模态分析模态分析是对机械结构的振动特性进行分析和研究的过程。
模态分析的目的是确定结构的振动模态，即结构的固有频率、振型和阻尼等参数。
通过模态分析，可以了解机械结构在不同频率下的振动特性，并确定结构中可能存在的共振点和振动节点。
同时，模态分析还可以帮助设计师优化结构的设计，减小结构的振动幅值，提高结构的工作效率和可靠性。
3. 应用案例以汽车底盘为例，进行振动测试和模态分析的应用。
在汽车行驶过程中，底盘承受着来自路面的冲击和车辆运动的振动。
通过振动测试，可以测量到底盘在不同行驶速度下的振动加速度和振动速度等参数。
通过模态分析，可以确定底盘的固有频率和振型，判断底盘是否在某些特定频率下容易出现共振现象。
根据振动测试和模态分析的结果，可以对底盘的结构进行优化，提高底盘的刚度和减小噪声，提高驾驶的舒适性和汽车的安全性能。
4. 振动测试与模态分析的意义振动测试与模态分析对于机械结构的设计、改进和维护具有重要意义。
通过振动测试，可以了解机械结构在不同工况下的振动特性，及时发现结构的振动异常和故障等。
通过模态分析，可以确定结构的固有频率和振型，为结构的优化设计提供依据。
同时，振动测试与模态分析还可以帮助工程师评估结构的可靠性和耐久性，减小结构的振动幅值，提高结构的工作效率和可靠性。
振动测量方法、标准及准则
振动测量方法、标准及实际振动原因分析及解决方案目录1、振动测量方法 21.1 加速度传感器21.1.1工作原理31.1.2优缺点41.2 速度传感器41.2.1工作原理41.2.2速度传感器优缺点51.3 位移传感器51.3.1工作原理61.3.2优缺点72、振动测量标准 82.1 ISO 10816系列标准82.2ASME标准82.3 DIN标准83、结论 84钢平台振动原因分析及解决方案84.1钢平台振动因素可包括一下几点：81、振动测量方法1.1 加速度传感器压电加速度传感器主要应用的是压电效应，压电效应是最流行的形式。
主要使用加速力而受到的微观晶体结构，压力会在晶体中产生电压，加速度传感器将这个压力转换为速度和方向。
1.1.1工作原理如上图的模型所示，加速度传感器包含微观晶体结构，当发生振动时会产生电压，然后产生的电压会产生加速度的读数。
1.1.2优缺点压电加速度传感器的优点是：1）.结构简单，取材方便；2）.安装方便，使用寿命长。
压电加速度传感器的缺点：1）谐振频率高，容易受到声音的干扰；2）输出阻抗高，输出信号弱，传感器输出信号需要经过放大电路放大后才能送检测电路检测。
1.2 速度传感器速度传感器可以测量振动的速度。
它适用于低频振动测量和对振动的整体评估，速度传感器可以直接测量振动，并提供振动速度的输出信号。
与加速度传感器相比，速度传感器具有较低的灵敏度和频率响应。
图1（a）图1（b）1.2.1工作原理速度传感器的结构示意如图1（a）所示。
一个圆筒形的线圈固定在外壳内壁，线圈中间有一个永磁铁支承在弹簧上。
传感器的外壳固定在被测对象上，以承受振动。
永磁铁（参振质量）、弹簧和阻尼组成了一个单自由度系统图1（b）。
在设计时使该系统的固有频率远低于被测物振动的频率。
这时在被测物振动时，永磁铁在空间处于静止状态，永磁铁相对于线圈的运动即为被测物的运动。
布置方式：测量轴承座振动（简称座振）时，需要测量垂直、水平、轴向三个方向的振动，因此传感器的位置，也即测点的布置如下图所示。
混凝土结构构件振动检测方法
混凝土结构构件振动检测方法一、前言混凝土结构构件振动检测是建筑结构安全性评估的重要手段之一，也是建筑结构设计和施工的关键环节之一。
本文将从振动检测的目的、方法、设备、数据处理等方面进行详细介绍，以期为相关人员提供参考。
二、振动检测的目的振动检测的主要目的是评估建筑结构的安全性能，判断结构的抗震性、抗风性、抗振性等。
同时，振动检测还可以帮助工程师了解结构的初始状态、施工过程中的变化、使用过程中的损伤程度等信息，为维护和修复结构提供依据。
三、振动检测的方法振动检测的方法通常包括现场振动测试和模拟计算两种。
1. 现场振动测试现场振动测试是指通过在建筑结构上安装振动传感器等设备，对结构在自然状况下或受到外力作用下的振动进行实时监测和记录，从而获取结构的振动参数和响应特性。
现场振动测试的具体步骤如下：（1）确定监测点位：根据结构的特点和监测目的，选择适当的监测点位，通常选择梁、柱、墙等主要构件节点处进行监测。
（2）布置振动传感器：按照设计要求和监测方案，在选定的监测点位上布置振动传感器，通常采用加速度计或速度计等传感器。
（3）采集数据：通过数据采集系统对振动传感器采集到的振动信号进行实时记录和存储，通常采用数据采集仪或计算机等设备。
（4）数据处理：将采集到的振动信号进行滤波、去噪、分析等处理，得出结构的振动参数和响应特性。
2. 模拟计算模拟计算是指通过有限元分析、模态分析等数值模拟方法，对建筑结构的振动进行计算和模拟，得出结构的振动参数和响应特性。
模拟计算的具体步骤如下：（1）建立结构模型：根据结构的实际情况和设计图纸，利用有限元软件等工具建立结构模型。
（2）求解结构振动特性：通过有限元分析、模态分析等方法，求解结构的振动特性参数，包括固有频率、阻尼比、振型等。
（3）分析振动响应：将结构受到的外力作用加入模型中，进行振动响应分析，得出结构的振动响应参数，包括加速度、位移、速度等。
四、振动检测的设备振动检测的设备主要包括振动传感器、数据采集仪、计算机等。
振动试验参数详细解析
振动试验参数详细解析【引言】振动试验是一种广泛应用于工程领域的实验方法，通过对被试对象施加不同频率和振幅的载荷，来模拟实际运行环境中的振动情况。
振动试验参数的选择和解析对于保证试验结果的准确性和可靠性至关重要。
本文将详细解析振动试验的各种参数，包括振动方式、振动频率、振幅、加速度、位移和时间等，以帮助读者更好地理解并应用于实际工程实践中。
【正文】1. 振动方式振动试验可以根据振动方式的不同分为单轴振动和多轴振动两种。
单轴振动是指在一个方向上施加载荷，而多轴振动则是在多个方向上施加载荷。
选择振动方式需要根据被试对象在实际使用中所受到的振动情况来决定，以尽可能接近实际情况。
2. 振动频率振动试验的频率是指振动载荷的周期性变化，通常以赫兹（Hz）为单位。
频率的选择主要取决于被试对象所处的振动环境和试验的目的。
一般来说，低频振动主要用于模拟地震等自然振动，高频振动则更适用于模拟高速旋转机械等工业振动。
3. 振幅振幅是指振动载荷的变化幅度，通常以加速度或位移的大小来表示。
振幅的选择需要结合被试对象的实际使用情况和试验目的来决定。
较小的振幅可以用于评估结构的线性响应，而较大的振幅则可以用于评估结构的非线性响应和疲劳寿命。
4. 加速度加速度是指振动试验中施加在被试对象上的加速度大小，通常以重力加速度（g）为单位。
选择适当的加速度需要考虑被试对象的材料特性、结构强度和试验要求等因素。
5. 位移位移是指被试对象在振动试验中的位移变化，通常以毫米（mm）或微米（μm）为单位。
位移的大小对于评估结构的变形和振动特性具有重要意义，对于一些精细结构和振动敏感的设备，位移要求通常较小。
6. 时间振动试验的时间是指试验持续的时间，通常以小时（h）为单位。
试验时间的选择需要根据被试对象的使用寿命、试验目的和试验要求等因素来确定。
较短的试验时间可以快速评估结构的初始响应，而较长的试验时间则可以用于评估结构的长期稳定性和耐久性。
【总结与回顾】在振动试验中，选择合适的试验参数对于保证试验结果的准确性和可靠性至关重要。
振动监测参数及标准
机械设备振动监测参数及标准一、振动诊断标准的制定依据1、振动诊断标准的参数类型通常，我们用来描述振动的参数有三个：位移、速度、加速度。
一般情况下，低频振动采用位移，中频振动采用速度，高频振动采用加速度。
诊断参数在选择时主要应根据检测目的而选择。
如需要关注的是设备零部件的位置精度或变形引起的破坏时、应选择振动位移的峰值，因为峰值反映的是位置变化的极限值；如需关注的是惯性力造成的影响时，则应选择加速度，因为加速度与惯性力成正比；如关注的是零件的疲劳破坏则应选择振动速度的均方根值，因为疲劳寿命主要取决于零件的变形能量与载荷的循环速度，振动速度的均方根值正好是它们的反映。
2、振动诊断标准的理论依据各种旋转机械的振动源主要来自设计制造、安装调试、运行维修中的一些缺陷和环境影响。
振动的存在必然引起结构损伤及材料疲劳。
这种损伤多属于动力学的振动疲劳。
它在相当短的时间产生，并迅速发展扩大，因此，我们应十分重视振动引起的疲劳破坏。
美国的齿轮制造协会（AGMA）曾对滚动轴承提出了一条机械发生振动时的预防损伤曲线，如下图所示。
图中可见，在低频区（10Hz 以下），是以位移作为振动标准，中频（10~1000Hz ）是以速度作为振动标准，而在高频区（1KHz 以上）则以加速度作为振动标准。
理论证明，振动部件的疲劳与振动速度成正比，而振动所产生的能量与振动的平方成正比。
由于能量传递的结果造成了磨损好其他缺陷，因此，在振动诊断判定标准中，是以速度为准比较适宜。
而对于低频振动，，主要应考虑由于位移造成的破坏，其实质是疲劳强度的破坏，而非能量性的破坏。
但对于1KHz 以上的高频振动，则主要考虑冲击脉冲以及原件共振的影响。
3、振动诊断标准的分类根据标准制定方法的不同，振动诊断标准通常分为三类。
1）绝对判断标准它是根据对某类设备长期使用、观察、维修与测试后的经验总结，并在规定了正确的方法后制定的，在使用时必须掌握标准的适用范围和测定方法。
工程振动测试技术09第9章基本振动参数常用的测量方法课件
由(a)、(b)两式解得：
n 2
(
f
2 v
f
2 x
)
由(b)、(c)两式解得：
应注意的问题
n 2fv
fa
(
f
2 a
f
2 v
)
当衰减系数n比较小时，fx、fv、fa 各值相差很
小，测量结果误差较大。
应用精确的频率测量仪器，使测量共振频率的
有效数字尽可能精确。
9.5.3 半功率点法 振动理论曾导出强迫振动的振幅表达式：
由于
fd
f
2 n
(
n 2
)2
是自由衰减振动法得到
的系统振动频率，略小于实际的固有频率。
优点：方法比较简便；
缺点：振动波形衰减太快。
9.2.2 强迫振动法 利用共振的特点来测量机械系统的固有频
率的方法称为强迫振动法，也叫共振法。 1. 调节转速法
速械发和系生固统共有的振频固时率有的频的转率关速系。ncf叫n 做6n临0c 界转，速就，可根以据计临算界出转机
c、计算与显示系统 主要功能：由平均值检波器和直流放大器输出脉冲 的平均值，使输出的直流电压与输入信号间的相位 差成正比关系，然后通过表头显示出来。
2、数字式相位计 数字式相位计的整形电路、相位差检测器的工作
原理同模拟式相位计测量系统的工作原理相同。
数字式相位计的工作原理框图
由于整形电路、相位差检测器 输出的信号如图（c）所示，
sin x
pnt
F0 x m
sin sin
pnt pnt
F0 x m
因此，只要测量发生速度共振时的速度幅值和激
振力幅值，即可通过此式计算出阻尼。
9.6 振型曲线的测量
机械故障诊断技术2_机械振动及信号
按振动规律分类
这种分类，主要 是根据振动在时间 按振动的动力学特征分类
（1）自由振动与固有频率
这种振动靠初始激励一次性获得振动能量，历程有限，一般不会 对设备造成破坏，不是现场设备诊断所需考虑的目标。描写单自由度 线性系统的运动方程式为： d 2 x(t ) m kx(t ) 0 dt 2 通过对自由振动方程的求解，我们导出了一个很有用的关系式： 无阻尼自由振动的振动频率为:
物体在持续的周期变化的外力作用下产生的振动叫强迫振动，如 不平衡、不对中所引起的振动。
由图2—3所见，衰减自由振动随时间 推移迅速消失，而强迫振动则不受阻 尼影响，是一种振动频率和激振力同 频的振动。从而可见，强迫振动过程 不仅与激振力的性质（激励频率和幅 值）有关，而且，与物体自身固有的 特性（质量、弹性刚度、阻尼）有关， 这就是强迫振动的特点。
m
d x dx c kx Fo sin t dt dt 2
（ 惯 性 力 ） （ 阻 尼 力 ） （ 弹 性 力 ） （ 激 振 力 ）
2
图2－2强迫振动力学模型
图2－3 强迫振动响应过程 a)强迫振动 b)衰减振动 c)合成振动
(3) 自激振动
自激振动是在没有外力作用下，只是由于系统自身的原因所产生的 激励而引起的振动，如油膜振荡、喘振等。自激振动是一种比较危险的 振动。设备一旦发生自激振动，常常使设备运行失去稳定性。 比较规范的定义是：在非线性机械系统内，由非振荡能量转变为振 荡激励所产生的振动称为自激振动。
第二章 机械振动及信号
在冶金、化工、机械等企业中旋转机械设备 约占80％，这些旋转设备主要包括发电机、电动 机、透平制氧机、鼓风机、大型轧钢机等，在众 多的诊断技术中，没有任何技术能比振动信号分 析对机器设备状况提供更深刻的了解。另外，由 于旋转机械设备在运行中易出现不对中或受外力 作用而产生振动的现象，其大小与安装质量和使 用中的故障有直接关系。由此可见，振动分析及 测量在诊断旋转机械中有着重要的地位。
振动测试相关标准
振动测试相关标准一、引言振动测试是评估产品或结构的动态特性和性能的重要手段。
在许多工程领域，如航空航天、机械、土木工程和汽车等，需要进行振动测试以确保产品的可靠性和安全性。
为了统一测试方法和规范，制定了一系列振动测试相关标准。
本文将重点介绍振动测试的频率范围、加速度和位移参数，以及加权处理等方面的标准。
二、振动测试的频率范围频率范围是振动测试的一个重要参数，它决定了测试所涵盖的振动频率范围。
不同的测试标准可能会规定不同的频率范围，以适应不同产品或结构的测试需求。
例如，一些标准可能规定低频范围为1～1000Hz，而另一些标准则可能规定高频范围为1000～5000Hz。
在实际测试中，应根据具体的标准和要求来确定适当的频率范围。
三、振动测试的加速度和位移参数加速度和位移是振动测试中的两个重要参数，它们反映了物体振动的剧烈程度和运动情况。
在制定振动测试相关标准时，通常会规定加速度和位移的测量范围和精度要求。
例如，一些标准可能要求加速度测量范围为0.1～10g（g为重力加速度），位移测量范围为0.01～1mm。
在实际测试中，应根据具体的标准和要求来确定适当的加速度和位移参数。
四、振动测试的加权处理加权处理是振动测试数据处理的一种方法，用于消除不同频率成分对测试结果的影响。
在制定振动测试相关标准时，通常会规定加权处理的方法和参数。
例如，一些标准可能要求采用“滤波器法”进行加权处理，而另一些标准则可能要求采用“谱分析法”。
在实际测试中，应根据具体的标准和要求来确定适当的加权处理方法。
五、结论本文介绍了振动测试相关标准的主要内容，包括振动测试的频率范围、加速度和位移参数以及加权处理等方面。
这些标准是指导实际振动测试的重要依据，有助于确保测试结果的准确性和可靠性。
在实际应用中，应遵循相关标准的要求，选择适当的测试方法和参数，以确保获得可靠的结果。
同时，随着技术的不断发展和新标准的制定，应关注并更新相关标准，以适应新的测试需求和挑战。
振动测试方法
振动测试方法振动测试是指通过对物体进行振动实验，来获取物体在振动过程中的性能参数和振动特性的一种测试方法。
振动测试方法主要包括模态分析、频率响应分析、传递函数法等多种技术手段。
下面将详细介绍这些振动测试方法的原理和应用。
模态分析是振动测试中常用的一种方法，它通过对结构进行外部激励，然后测量结构的振动响应，从而确定结构的振动特性。
在进行模态分析时，通常会采用加速度传感器或激光测振仪等设备来测量结构的振动响应，并通过信号处理和分析来获取结构的固有频率、振型和阻尼比等参数。
模态分析可以帮助工程师了解结构的动力特性，为结构设计和改进提供重要参考。
频率响应分析是另一种常用的振动测试方法，它通过对结构施加不同频率的激励信号，然后测量结构的振动响应，从而得到结构的频率响应特性。
在进行频率响应分析时，通常会采用振动台、电磁振动器或冲击激励器等设备来对结构进行激励，并通过加速度传感器或位移传感器等设备来测量结构的振动响应。
频率响应分析可以帮助工程师了解结构在不同频率下的振动特性，对结构的动态响应和耦合效应进行分析和评估。
传递函数法是振动测试中一种重要的分析方法，它通过对结构施加输入信号，然后测量结构的输入和输出信号，从而建立结构的传递函数模型。
在进行传递函数法分析时，通常会采用激励信号和响应信号的频谱分析方法，通过信号处理和系统辨识技术来获取结构的传递函数模型。
传递函数法可以帮助工程师了解结构的振动响应特性和动态特性，为结构的控制和优化提供重要依据。
综上所述，模态分析、频率响应分析和传递函数法是振动测试中常用的方法，它们在工程领域中具有重要的应用价值。
通过对结构进行振动测试，可以全面了解结构的动力特性和振动特性，为结构设计、改进和故障诊断提供重要参考。
同时，振动测试方法的发展也为工程师提供了更多的技术手段和分析方法，为工程振动问题的解决提供了更多的可能性。
希望本文所介绍的振动测试方法能够为工程师在振动测试领域提供一定的参考和帮助。
振动测试技术方案
振动测试技术方案振动测试技术方案1. 背景介绍振动测试技术是工程领域中的一项重要技术。
振动测试可用于检测设备或结构的自然振动频率、结构的弹性属性、应力及损伤状态等。
识别设备或结构的振动特征，能够帮助人们更准确地评估设备或结构的健康状况，进而有效地进行预防性维护和故障诊断。
2. 技术方案2.1 设备准备在进行振动测试之前，首先需要准备必要的设备。
主要包括振动测量仪器、传感器、电缆、电源等。
振动测量仪器可选择三维振动计或光学测量仪器等。
传感器主要包括加速度计、速度计和位移计等。
为了保证测量结果的准确性，选择合适的传感器至关重要。
电缆和电源用于连接和供电。
2.2 测量方法振动测试方法通常包括自由振动测试和受控振动测试。
自由振动测试是指在设备或结构自然振动条件下进行测试，而受控振动测试是指通过施加外部控制力激发设备或结构的振动来进行测试。
根据实际情况选择合适的测试方法。
2.3 测量步骤具体的振动测试步骤如下：步骤一：选择合适的测量点根据设备或结构的特性和需要测量的参数，选择合适的测量点。
对于一些比较大的结构，需要选定多个测量点进行测试，以便全面地了解结构的振动情况。
步骤二：安装传感器将传感器安装在测量点上，并通过电缆与测量仪器连接。
安装传感器时应注意传感器的位置和方向，以免影响测试结果。
步骤三：进行测量在进行测量之前，应保证设备或结构处于正常工作状态。
启动测试仪器，记录测量数据。
在自由振动测试中，测量数据通常包括振动频率、振幅和阻尼等参数。
在受控振动测试中，还需记录激振频率、激振幅值以及相位等参数。
步骤四：数据分析对测量数据进行分析，根据实际情况选择合适的分析方法。
常用的分析方法包括频谱分析、时域分析、相位分析等。
通过分析得到的结果，可以了解设备或结构的振动特性，有助于下一步的预防性维护或故障诊断工作。
3. 注意事项在进行振动测试时，需要注意以下事项：3.1 选取合适的测量点和传感器，以保证测量结果的准确性。
国标振动测试的介绍
国标振动测试的介绍国标振动测试的介绍1. 引言国标振动测试是一种用于评估机械设备振动性能和可靠性的标准测试方法。
它通过测量和分析设备的振动指标，帮助我们了解设备的健康状况和工作效能，为设备维护和改进提供依据。
本文将介绍国标振动测试的基本原理、测试方法和应用场景，并分享我的观点和理解。
2. 国标振动测试的原理国标振动测试依据振动的传播和共振原理，采用传感器测量设备的振动信号，并通过振动参数的分析和评估来判断设备的运行状态。
在振动测试中，常用的振动参数包括加速度、速度和位移，它们可以反映出设备的振动特性、振幅大小和频率分布等信息。
3. 国标振动测试的方法国标振动测试通常分为现场测试和实验室测试两种方法。
3.1 现场测试现场测试是在设备正常运行状态下进行的振动测试。
测试人员将振动传感器安装在设备的关键部位，通过测量设备在不同工况下的振动信号来评估设备的性能。
现场测试通常包括长期监测、定期巡检和故障排除等环节，可以帮助我们及时发现和解决设备振动问题，保证设备的正常运行。
3.2 实验室测试实验室测试是在控制条件下进行的振动测试。
测试人员通过专门的振动测试设备对设备进行模拟振动，然后测量设备的响应信号。
实验室测试可以更加灵活地控制振动参数，深入研究设备在不同振动条件下的特性和性能，为设备设计和改进提供依据。
4. 国标振动测试的应用国标振动测试在各个领域都有广泛的应用。
4.1 机械制造领域在机械制造领域，国标振动测试可以帮助评估设备的可靠性和工作效率，提前发现和解决设备振动问题，提高设备的性能和寿命。
它也可以用于新产品开发和改进，通过振动测试分析，优化设计并减少产品的振动和噪声。
4.2 能源领域在能源领域，国标振动测试可用于评估发电设备、风力发电机等设备的振动性能，并判断其运行状态和故障风险。
通过及时监测和分析设备的振动信号，可以及早发现设备的故障和破损，减少停机时间和维4.3 建筑工程领域在建筑工程领域，国标振动测试用于评估建筑物和结构的振动性能和稳定性。
振动测量的主要内容
振动测量的主要内容振动测量是一种广泛应用于各个领域的技术，用于检测和分析物体的振动行为。
它在工程、科学、医学等领域中都有着重要的应用，可以帮助人们了解物体的动态特性和结构健康状况。
以下是关于振动测量的主要内容的详细介绍。
一、振动的基本概念1. 振动的定义：振动是物体围绕平衡位置来回运动的现象，包括周期、频率、幅值和相位等基本概念。
2. 振动的分类：振动可以分为自由振动和受迫振动，自由振动是物体在没有外力作用下的振动，受迫振动是外力作用下的振动。
3. 振动的参数：描述振动行为的参数包括振幅、频率、周期、相位等，这些参数对于振动测量非常重要。
二、振动传感器1. 加速度传感器：加速度传感器是最常用的振动传感器之一，它可以测量物体在某一方向上的加速度，并通过积分得到速度和位移信息。
2. 速度传感器：速度传感器用于测量物体的振动速度，它可以直接测量速度而无需进行积分运算。
3. 位移传感器：位移传感器可以直接测量物体的振动位移，常用的位移传感器包括电感式传感器、光电传感器等。
4. 压电传感器：压电传感器利用压电效应将振动转化为电信号，常用于高频振动测量。
三、振动测量方法1. 时域分析：时域分析是最基本的振动分析方法，通过记录振动信号的时间历程，可以获取振动信号的幅值、频率、周期等信息。
2. 频域分析：频域分析是将振动信号从时域转换到频域的方法，常用的频域分析方法包括傅里叶变换、功率谱密度分析等，可以得到振动信号的频率成分和能量分布情况。
3. 阶次分析：阶次分析是将振动信号从时间域转换到转速域的方法，可以分析旋转机械系统中的振动特性，如齿轮啮合频率、轴承故障频率等。
4. 模态分析：模态分析用于研究结构振动的固有特性，可以确定结构的固有频率、振型等信息，常用的方法有模态测试和有限元模态分析等。
四、振动测量应用1. 结构健康监测：振动测量可以用于结构健康监测，通过对建筑物、桥梁、飞机等结构的振动进行监测和分析，可以及早发现结构的损伤和故障。
结构动力特性测试方法及原理
一.概述每个结构都有自己的动力特性，惯称自振特性。
了解结构的动力特性是进行结构抗震设计和结构损伤检测的重要步骤。
目前，在结构地震反应分析中，广泛采用振型叠加原理的反应谱分析方法，但需要以确定结构的动力特性为前提。
n个自由度的结构体系的振动方程如下：M y(t) C y(t) K y(t) p(t)式中M、C、K分别为结构的总体质量矩阵、阻尼矩阵、刚度矩阵，均为n维矩阵；p(t)为外部作用力的n维随机过程列阵；y(t) 为位移响应的n维随机过程列阵；y(t)为速度响应的n维随机过程列阵；y(t)为加速度响应的n维随机过程列阵。
表征结构动力特性的主要参数是结构的自振频率 f (其倒数即自振周期T)、振型Y(i)和阻尼比_：这些数值在结构动力计算中经常用到。
任何结构都可看作是由刚度、质量、阻尼矩阵（统称结构参数）构成的动力学系统，结构一旦出现破损，结构参数也随之变化，从而导致系统频响函数和模态参数的改变，这种改变可视为结构破损发生的标志。
这样，可利用结构破损前后的测试动态数据来诊断结构的破损，进而提岀修复方案，现代发展起来的“结构破损诊断” 技术就是这样一种方法。
其最大优点是将导致结构振动的外界因素作为激励源，诊断过程不影响结构的正常使用，能方便地完成结构破损的在线监测与诊断。
从传感器测试设备到相应的信号处理软件，振动模态测量方法已有几十年发展历史，积累了丰富的经验，振动模态测量在桥梁损伤检测领域的发展也很快。
随着动态测试、信号处理、计算机辅助试验技术的提高，结构的振动信息可以在桥梁运营过程中利用环境激振来监测，并可得到比较精确的结构动态特性（如频响函数、模态参数等）。
目前，许多国家在一些已建和在建桥梁上进行该方面有益的尝试。
测量结构物自振特性的方法很多，目前主要有稳态正弦激振法、传递函数法、脉动测试法和自由振动法。
稳态正弦激振法是给结构以一定的稳态正弦激励力，通过频率扫描的办法确定各共振频率下结构的振型和对应的阻尼比。
机械实验之振动参数的测定
振器能起到隔振作用的最低频率。
2．4 实验操作注意点
1）信号源的输出电流不能太大，一般取在200~300毫安之间，激振头的 最大输入电流为500毫安。
2）由于信号源的粗调旋钮自身比较小，调节比较灵敏，同时信号源显示 又存在一定的迟延，所以很不容易调节，需要特别的耐心
2．5有可能出现的问题
在实验的过程中，有于测振仪自身没有调零功能，因此，有时会出 现零漂较大的情况（达到0.04mm），而主动隔振在加上空气阻尼器的时 候振幅也很小，所以误差相对较大，甚至导致实验失败。
C）绘出振动波形图波峰和波谷的两根包络线，然后设定，并读出个波形所
经历的时间t,量出相距i个周期的两振幅 ， 20 。按公式计算 tgx0d/(x•0nx0)和 n/0
2）用强迫振动法测量
tg
x0d
•
/(x0
nx0)和
n/0
A）加速度传感器置于简支梁上，其输出端接信号采集分析仪，用来测量简支 梁的振动幅值
2．5 实验的其他方法
在测系统的阻尼比时还可以采用放大系数法
在简谐激振力作用
1下，有阻尼单自由度系统的放大系数
为：
共振时， 1/ 2， 1/ 2
即： 1 y静 2 2y动
放大系数 是指激振力作用时的振幅与静力作用时最大位移的比 值，所以有
1
A1 i
3.分析总结
3.1 实验体会
1） 信号发生器在调定到一定的频率微调旋钮由于比较时会发生一些困 难，主要因素如下：
主动隔振效率： 0 2
讨论：1）当 a 1 时， A2 A1 , 1 ,隔振器没有隔振效果
0 时，即 2 共振
2）当
A2 时 A1
，/ 隔0 振器才发生作用
《结构动力学与计算方法王生》第12章结构振动实验基础(第12章)
2.建立结构数学模型
根据已知条件，建立一种描述结构状 态及特性的模型，作为计算及识别参数依 据。目前一般假定系统为线性的。由于采 用的识别方法不同，也分为频域建模和时 域建模。根据阻尼特性及频率耦合程度分 为实模态或复模态模型等。
3.参数识别
按识别域的不同可分为频域法、时域法和混合 域法，后者是指在时域识别复特征值，再回到频 域中识别振型。
一般应考虑的问题
（1)慎重确定测量点。这要求事先对振动体的性质 有一初步的了解，有时，甚至要考虑到传感器的 质量负荷对被测振动体的影响。 (2)选择传感器及合适的配用仪器设备。在做该选 项时，应考虑到不同的传感器对配用电子设备的 特殊要求。例如压电式加速度计对前置放大器的 要求等。选用电子设备，总要考虑到他们的频率、 相位特性、动态范围、以及便于操作等因素。
• 近十多年来，由于计算机技术、FFT分析仪、 高速数据采集系统以及振动传感器、激励 器等技术的发展，试验模态分析得到了很 快的发展，受到了机械、电力、建筑、水 利、航空、航天等许多产业部门的高度重 视。已有多种档次、各种原理的模态分析 硬件与软件问世。
一、模态参数模型
1.动态数据的采集及频响函数或脉冲相应函数分析
• 二、振动试验的任务
• （1）测定结构的振动特性参数，频率、振型、阻 尼、广义质量、广义刚度和测量的动力特性，如 动弹性模量、动泊松比、动切变模量。
• （2）测定结构的动力响应，应力、位移、频率特 性等，以进行结构强度、刚度、稳定及优化分析， 制定减振或加固措施。
• （3）模拟振动条件，对产品（结构与仪表）进行 耐振性能试验检测，为改进产品设计提供依据。
三、传递函数测量
结构系统任意两点的传递函数也成为机械导纳。导纳 测量是模态分析的关键，为了获得正确的导纳，试验 时必须注意考虑： 1.结构支撑： 自由悬挂、固定在地基上。刚体模态，频率为零。 2.激励方法 激励信号中包含宽的频率成分，稳态随机激励或瞬态激 励时常用的两种宽带激励方法。 稳态激励有激振器；脉冲激励的数学原理是脉冲函数 具有与白噪声相同的平直频谱，而它的近似实现却比 稳态随机简易的得多，因此应用广泛。 传感器必须标定，试验设定正确得工程单位及合理选择窗函 数等。
设备振动测量方法
振动的基础知识
▪ 按时间历程分类，分为确定性振动和随机振动两大类。
机械振动
确定的
周期的
非周期的
随机的
平稳的
非平稳的
简谐 复杂周期 振动 振动
准周期 振动
瞬态和 冲击
各态历 经的
非各态 历经
振动的基础知识
振动信号三要素： 1） 幅值 amp： 振动体离开其平衡位置的最大位移。 2） 频率 frequency ：周期的倒数。
以及激光多普勒效应进行测量；
振动测量方法
各种振动测量方法的比较：
名称
原理
优缺点
电测法
将被测件的振动量转化成电 量,而后用电量测试仪测量
灵敏度高，频率范围、动态范围、和线性 范围宽。便于分析和遥测。易受电磁干扰 。目前应用最广。
机械法
利用杠杆原理将振动量放大 后直接记录下来
抗干扰能力强，频率范围、动态范围、和 线形范围窄。测试时会给试件产生一定的 负载效应，影响测试结果。主要用于低频 大振幅振动及扭振的测量。
测振传感器的选择及应用
电涡流传感器除用来测量静态位移外，被广泛用来测量汽 轮机、压缩机、电机等旋转轴系的振动、轴向位移、转速等， 在工况监测与故障诊断中应用甚广。
电涡流位移传感器测 量轴201振3年动10月的8日示意图
轴心轨迹和2个传感器的时域波形图
18
测振传感器的选择及应用
▪ 涡流位移传感器特点： 结构简单 非接触式测量 线性度好 频率响应范围较宽 具有较强的抗干扰能力 在生产条件下安装方便
– 工作原理 惯性质量运动时产生的惯性力作用在压电晶体上，压电 晶体产生相应大小电荷。
2013年10月8日
(a)
工程振动测试技术09 第9章 基本振动参数常用的测量方法
⑥
放大器 电路
电路 触发电路
与门电器
⑦
时基信号 发生器
数字显示 计算电路
(1)
仪器由三部分组成：
(2)
1、计数部分；
(3)
2、时基信号发生器；
(4)
3、显示部分。
(5)
(6)
(7)
1、计数部分； 它包括衰减与放大器、限
幅电路、微分电路及双稳态触 发电路等。
基本功能：将被测正弦信 号变成矩形脉冲信号，如图中 第5个波形。
直流数字电压表由A/D转换器及电子计数显示器两 部分组成。A/D转换器是核心电路。有许多种形式。
积分式A/D转换器抗干扰力强，使用方便。比较式 A/D转换器测量速度快、精度高，稳定性好。
在电压表中读出电压值后，还需利用测试系统 的变换关系，求出振幅值。
例如：若测量系统为压电式加速度测量系统， 由电压表输出的电压读数为416 mv 。
指针式电压表是一台交流电压表，它有三种不同的 检波电路，使得电表指针的偏转分别与被测信号的平 均绝对值、峰值或有效值成正比。从而构成了三种不 同的电压表，测出三种不同的振动参数(峰值、有效值、 平均绝对值)数值。
9.3.2 数字式电压表直读法
数字式测振表的原理框图和指针式基本相同，所不 同是，指针式仪表采用磁电式表头；数字式仪表采用 一个直流数字电压表。
2. 调节干扰力频率法 1 用电磁激振器激振
2. 用振动台激振
将整个机械系统（模型）安装在振动台台面上。 振动台工作时，并使被测系统产生牵连惯性力并作 强迫振动。改变振动台位移的频率而幅值不变，利 用共振法就可测出系统的固有频率。
电动式振动台
除此方法外，还有晶体激 振，声波激振等。
用强迫振动法只可测得前 几阶固有频率，若得到更高阶 的固有频率，可应用实验模态 分析法。
振动测试标准与方法
振动测试标准与方法
振动测试是一种不可或缺的防腐和验证测量，用于确定物体在使用过程中所受到的振动是否超过了物体在振动作用下应具备的处理能力。
它是评价产品状态和可靠性的重要技术指标。
由于振动的性质、参数和功能的不同，以及不同应用的要求，振动测试的方法也不断发展，现在根据使用领域和时间配置,总结出了以下振动测试标准和测试方法：
1.长期振动验证测试：它的目的是衡量在一定的持续振动时间内，连续不断的验证产品是否会出现不良状态。
2.振动耐久测试：它是评估产品在设定持续时间及振动条件下运行，以及在这种情况下产品是否损坏的重要测试。
3.瞬态特性测试：它是用来测试特定频率振动下，物体对应于特定时间和振幅应力的响应性能。
4. 空腔振动测试：它是一种衡量物体内部振动变化的测试方法，例如当衡量生产过程中电路板的内部温度。
5. 内部振动测量：它是采用特制的陀螺仪，以收集和分析产品内部振动的特点，如振动频率，响应时间等。
6. 动态强度测试：它是采用加载设备，以增大物体的振动，测试它在极端情况下是否可以抵抗被作用于其上的外力。
7. 隔离测试：它旨在衡量物体上的振动是否会通过结构而进入其他部件，以防止振动引起的各种故障。
安全可靠的振动测试是物体抗振性能评估的一个重要组成部分，对于机械装置的设计及安全可靠的运行至关重要。
有效的振动测试标准和测试方法能够保证产品质量，提高生产效率，减少质量缺陷，更好地满足客户的需求。
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一种较为敏感的方法，而且共振时的频率就是系统的无阻尼固有频率，可
以排除阻尼因素的影响。 激振信号为： 位移信号为： 速度信号为：
F F0 sin t
x x0 sin(t )
x x0 sin(t
2
2 加速度信号为： x x0 sin(t )
简谐振动位移幅值的测量
3、 激光位移传感器
一般激光位移计包含一发光组件及一位置传感器（PSD)，利用入射及 反射光间三角函数的关系来得到待测位移的。半导体激光的光源经过 透镜将光束聚焦在待测物体上，待测物反射光经接收透镜聚焦于位置 传感器上形成一光点，此光点位置随待测物位置改变而改变。 感测头有两种，镜面反射式与散光式。一般镜面反射式用于反光良 好或量测距离较近的待测物上，因为这种情况下入射角与反射角相 等。散射式则用于距离较远或较粗燥的量测面上。 传统的PSD是测量投射到光点的位置，取其中心点为测量点，但由于 光点的亮度分布并不是均匀的，取中心点的演算结果与实际位移误 差较大，因此，现在新型的CCD传感器采用光点中最亮的点为测量点， 其测量精度较传统的PSD要高。
-- 瞬态
--运行变形分析
◆ ODS以如下方式描述被测对象
-- 几何动画
-- 加速度、速度、位移及其相位的列表
在不同的点和方向上进行测量
--运行变形分析
◆信号分析中
-- 没有线性模型的假设 -- 没有输入力的假设 -- 实际的工作载荷 -- 真实的边界条件
◆ODS的类型
-- 时域ODS -- 频谱域ODS(FFT或者Order) -- 升/降速ODS
2）自由衰减法
f n 2 f n1 2 fn
当系统处在某阶共振状态时，突然卸力，系 统将按该阶固有振动进行衰减，记录衰减时 间历程曲线后，由波形参数计算阻尼比
A 1 ln n 2 m An m
结构固有特性参数测量-共振法
3）共振频率法 在振动系统上安装位移、速度，或速度、加速度传感器，分别 测出其共振频率，由
模态分析法
运行模态分析
◆ 通过只测量响应来决定模态模型 ◆ 不需要输入力—环境激励 ◆ 模态测试类似于运行变形分析
◆ 优点 -- 测试便宜和快速 -- 无需激励设备 -- 测试不干扰结构的正常工作 -- 测试的响应代表了结构的真实工作环境
模态分析法
运行模态分析
◆ 测量能够被一次完成（快速，数据一致性好）或多次完成
在正弦激励下，系统的动力放大系数为
( )
x x0 动---共振幅值 F0 k x静
当共振时
1 (n ) 2
x静 1 2 (n ) 2x动
测量方法：首先调节激励频率使系统达到共振状态，测出系统响应的最 大位移
x0
，再用相同力幅的静力 F0 作用在系统同一激励
点 上，测出同一响应点的静变形，即可计算出阻尼比
结构固有特性参数测量-共振法
5、振型的测量
当系统处在共振状态时，测量各响应点的幅值（测量点应 尽可能多些），并利用李莎育图形法测量各响应点之间的 相位差，画出振型图即可
放大器 放大器 放大器
1
4
测 振 仪
2
3
频率计
放大器
激 振 器
功放
信号源
示波器
1、2、3 位移传感器，4-力传感器
模态分析法
理论模态分析；实验模态分析（EMA) 运行模态分析 （OMA)；运行变形分析 （ODS)
简谐振动位移幅值的测量
4、电涡流位移传感器
已知灵敏度 如 S 5000mv / mm 则振动位移为 d u S
积分或微分
传 感 器
前置放大器
u
测振仪
振动物体
5、速度传感器 6、加速度传感器
传 感 器
放大器
u
频率计
振动物体
测量放大器
简谐振动频率测量
1、频率计（直读法）
传 感 器
放大器
频率计
振动理论
第一部分
振动参数及结构特性参数测量
振动幅值的测量
位移幅值
速度幅值 加速度幅值 力的幅值
机械法
光测法
电测法
简谐振动位移幅值的测量
1、测幅尺
C
是在一小块白色金属片上，画上带 有刻度的三角形制成。使用时，将 o 三角形按直角短边平行于振动方向 粘帖在振动物体上，当振动频率较 快时，标尺上的三角形因视觉暂留 2A 效果看起来形成上下两个灰色三角 形，其重叠部分是一个白色三角形。
各阶固有频率
结构固有特性参数测量-共振法
☆ 固有频率与共振频率的关系 以单自由度系统为例，当系统受到作用力
0 1 2 2
F F0e jt
令
0
x x0 sin(t )
x0 m 2 (0 2 ) 2 (20 ) 2 F0
0 1 2 2
1）初位移法：加一力或一力偶，使系统产生初位移或初始转角
后，突然卸力（一阶固有频率测量）
2）敲击法：用力锤或其它施力工具（注意频率范围、敲击点）
4、响应
以单自由度系统为例
x(t ) x0e0t sin(d t )
结构固有特性参数测量-自由衰减法
5、时间历程
Ai
Ai m
Td
结构固有特性参数测量-自由衰减法
则
由
dx0 dx dx 0, 0 0, 0 0 d d d
x 0 1 2 x 0
0 0
2
x 0 1 2
0
2
结构固有特性参数测量-共振法
☆ 固有频率的测量
共振的判别
（1）幅值判别法 在激振功率输出不变的情况下，由低到 高调节激振器的激振频率，通过振动曲 线，可以观察到在某一频率下，任一振 动量（位移、速度、加速度）幅值迅速 增加，而最大幅值所对应的频率就是结 构的某阶共振频率，在小阻尼情况下， 该频率近似等于固有频率，但在阻尼较 大的情况下，不同的测量方法测量出的 共振频率稍有差别，不同类型的振动量 对振幅变化敏感程度不一样。
1
4
放大器 放大器
放大器
激 振 器
功放
信号源
示波器
1、2、3 位移传感器，4-力传感器
结构固有特性参数测量-共振法
共振的判别
（2）相位判别法 相位判别是根据共振时特殊的相位值以及共振前后相位变化规律所提 出来的一种共振判别法。在简谐力激振的情况下，用相位法来判定共振是
2、测量仪器
激励系统：正弦信号发生器、功率放大器、激振器 测量系统：传感器、放大器、示波器、频率计、测振仪
结构固有特性参数测量-共振法
3、固有频率的测量
☆ 固有频率与共振频率的区别 1）固有频率是由结构固有参数和边界条件决定的，与激励方式无关。 2）共振频率指结构共振时的强迫振动频率。 3）系统的每阶固有频率分别对应多个共振频率 位移共振频率 速度共振频率 加速度共振频率
ω<ωn
ω=ωn
ω>ωn
结构固有特性参数测量-共振法
4、阻尼比的测量
1）半功率点法
首先激励系统使其处在共振状态，记录该状态时的振动幅值 An 和共振 频率 f n ，再计算 幅值为
1 An 2
1 An 2
，分别往高和往低方向调节激励频率，读取响应
时所对应的激励频率 f n1 和 f n 2 ，利用下面公式计算阻尼比
ω<ωn
ω=ωn
ω>ωn
结构固有特性参数测量-共振法
（三）加速度判别法 将激振信号输入到示波器的x轴，加速度传感器输出信号输入到y轴，此时两 通道的信号分别为： 激振信号为： F F0 sin t 2 加速度信号为：x x0 sin(t ) 共振时，ω=ωn，x轴信号和y轴信号的相位差为π/2，根据利萨如图原理可 知，屏幕上的图象将是一个正椭圆。当ω略大于ωn或略小于ωn时，图象都 将由正椭圆变为斜椭圆，其变化过程如下图所示。因此图象由斜椭圆变为正 椭圆的频率就是振动体的固有频率。
6、固有频率和阻尼比测量
阻尼比：测出图中 Ai 和 Ai+m 幅值,求减幅系数 由于
ti时刻，Ai xo e0tn ti m时刻，Ai m x0e0 (t mTd )
2 m 1 2
m T i 则 A e im
A
0 d
对数减幅
ln m0Td
振动物体
2、李莎育图形法
传 感 器
放大器
X
y
信号发生器
1800
振动物体
fx f y
00 90 0
简谐振动频率测量
3、图形法
传 感 器
放大器
示波器
记忆示波器
振动物体
传 感 器
放大器
记录仪
记录仪
振动物体
信号发生器
复杂振动频率测量
频谱分析法
传 感 器
分析仪的设置
频率范围
输入量程与输入耦合方式 窗函数
b
l
o
B
x
简谐振动位移幅值的测量
1、测幅尺
振动幅值与测幅尺 尺寸之间的关系
x A b 2l
2A
o
x
使用限制
1、频率不能太低 f＞10Hz 2、振幅不能太小，A ＞0.1mm 3、上限受测幅尺尺寸限制 4、单一方向
应用：机械式和电动式振动台，振动筛等。 特点：方便、简单、精度较差。
简谐振动位移幅值的测量
实验模态分析
1、实验模态分析概述
用实验方法，来构造结构振动特性及行为的数学模型。通过实 验数据的处理和分析，来寻求结构的模态参数。
试验模态分析法