振动和振动测试的基础知识（PPT课件讲稿）

135 180 振动和振动测试 211 的 基础知识 Y向信号:A,in(2f,D X向信号:Asin(2nf1t+0)

振动和振动测试 的 基 础 知 识

本章内容 简谐振动三要素 旋转机械振动测量框图 振动波形 传感器及其选用 频率分析和频谱图 基频分量幅值和相位的测量 系统对激励的响应 旋转机械的振动图示 单自由度系统 定转速:波形图、频谱图、 多自由度系统 轴心轨迹 自由振动,模态 变转速:波德图和极坐标图、 强迫振动,共振 三维频谱图、坎贝尔图 幅频响应和相频响应 轴心位置图

本 章 内 容 简谐振动三要素 振动波形 频率分析和频谱图 系统对激励的响应 单自由度系统 多自由度系统 自由振动，模态 强迫振动，共振 幅频响应和相频响应 旋转机械振动测量框图 传感器及其选用 基频分量幅值和相位的测量 旋转机械的振动图示 定转速：波形图、频谱图、 轴心轨迹 变转速：波德图和极坐标图、 三维频谱图、坎贝尔图 轴心位置图

简谐振动的三要素 ImZ n A Asin (ot+) oa+p Re T=1/=2m/o 振幅A( Amplitude 偏离平衡位置的最大值。描述振动的规模。 频率f( Frequency) 描述振动的快慢。单位为次/秒(Hz)或次/分(c/min)。 周期T=1∥为每振动一次所需的时间,单位为秒 园频率O=2π∫为每秒钟转过的角度,单位为弧度/秒 初相角o( Initial phase)) 描述振动在起始瞬间的状态

振幅 A x (Amplitude) 偏离平衡位置的最大值。描述振动的规模。 频率 f (Frequency) 描述振动的快慢。单位为次/秒(Hz) 或次/分(c/min) 。 周期 T = 1/f 为每振动一次所需的时间，单位为秒。 圆频率  = 2 f 为每秒钟转过的角度，单位为弧度/秒 初相角  (Initial phase) 描述振动在起始瞬间的状态。 简谐振动的三要素

振动位移、速度、加速度之间的关系 x X 振动位移( Displacement 位移、速度、加速度都是 x=Asin at 同频率的简谐波。 速度( Velocity) 三者的幅值相应为A、AO、 dx A@( at+ A02 2 加速度( Acceleration) 相位关系:加速度领先速 a、c2s=Ao2sin(ot+x)度90°;速度领先位移90。。 dt

振动位移、速度、加速度之间的关系 ) 2 sin( d d  = = A t + t x v sin( ) d d 2 2 2 = = A t + t x a x = Asint 振动位移 (Displacement) 速度 (Velocity) 加速度 (Acceleration) 位移、速度、加速度都是 同频率的简谐波。 三者的幅值相应为A、A、 A2 。 相位关系：加速度领先速 度90º; 速度领先位移90º 。 v x a x v a 

振动的时域浪形 名称 波形 名称 波 形 简谐振动 合成衰减振动 anNA 周期振动 冲击过程 合成振动 正弦扫描 A280LIO 窄带随机 衰减振动 宽带随机

振 动 的 时 域 波 形 名 称 波 形 名 称 波 形

若干幅值参数的定义 瞬时值( Instant value) x=x() 振动的任一瞬时的数值 峰值( Peak value) 振动离平衡位置的最大偏离 平均绝对值( Average absolute value) 均值( Mean value) x x dt 0 又称平均值或直流分量。 有效值( Root mean squ rms uare value

若干幅值参数的定义 瞬时值 (Instant value) 振动的任一瞬时的数值。 峰值 (Peak value) 振动离平衡位置的最大偏离。 平均绝对值 (Average absolute value) 均值 (Mean value) 又称平均值或直流分量。 有效值 (Root mean square value)  = T x t T x 0 av d 1  = T x t T x 0 d 1  = T x t T x 0 2 rms d 1 xp x = x(t)

简谐振动的幅值参数 正峰值 均绝对值 有效值 峰峰值 平均值 负峰值 各幅值参数是常数,彼此间有确定关系 峰值x=A;峰峰值xp=2A 平均绝对值x=0.637A 有效值 rms 0.707A 平均值x=0

正峰值 负峰值 平均绝对值 有效值 平均值 峰峰值 各幅值参数是常数，彼此间有确定关系 峰值 xp=A; 峰峰值 xp-p =2A 平均绝对值 xav =0.637A 有效值 xrms=0.707A 平均值 简谐振动的幅值参数 x = 0

复杂振动的幅值参数 峰峰值正峰值 rms 负峰值 各幅值参数随时间变化, 彼此间无明确定关系

复杂振动的幅值参数 各幅值参数随时间变化， 彼此间无明确定关系 正峰值 负峰值 峰峰值 xrms

常用的幅值参数及其单位 位移 峰峰值。单位为微米(μm) 速度 有效值。单位为毫米/秒(mm/s) 加速度 峰值。单位为米/秒平方(m/2)

常用的幅值参数及其单位 位移 峰峰值。单位为微米（m） 速度 有效值。单位为毫米/秒（mm/s） 加速度 峰值。单位为米/秒平方（m/s2）

振动信号的频率分析 把振动信号中所包含的各种频率成分分别分 解出来的方法。 频率分析的数学基础是傅里叶变换和快速傅 里叶算法(FT) 频率分析可用频率分析仪来实现,也可在计 算机上用软件来完成。 频率分析的结果得到各种频谱图,这是故障 诊断的有力工具

振动信号的频率分析 把振动信号中所包含的各种频率成分分别分 解出来的方法。 频率分析的数学基础是傅里叶变换和快速傅 里叶算法（FFT）。 频率分析可用频率分析仪来实现，也可在计 算机上用软件来完成。 频率分析的结果得到各种频谱图，这是故障 诊断的有力工具