振动试验中非一致基础激励行为的表征与量化
振动试验中非一致基础激励行为的表征与量化
胡杰;鄂林仲阳;肖世富;许茂;范宣华;王东升;石先杰
【期刊名称】《振动.测试与诊断》
【年(卷),期】2022(42)3
【摘要】针对振动试验中振动台台面输出并非完全理想的一致基础激励,从而可能导致试验中出现非预期响应行为的问题,通过理论分析、数值模拟和试验验证,采用模态叠加理论,将振动台台面响应分解到模态空间,开展了台面非一致基础激励的表征与量化研究,并结合某典型结构的空台面、轴向及横向随机振动试验数据,从响应功率谱密度曲线和均方根值2个方面进行了台面非一致基础激励的量化。
研究结果表明,振动台台面输出的非一致性是不同程度存在的,台面的弹性支撑以及试验结构的对称性等对台面输出的一致性影响较大。
【总页数】8页(P524-529)
【作者】胡杰;鄂林仲阳;肖世富;许茂;范宣华;王东升;石先杰
【作者单位】中国工程物理研究院总体工程研究所;工程材料与结构冲击振动四川省重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】O321;TH123.1
【相关文献】
1.基于单振动台的桥梁非一致激励试验
2.非一致地震激励地下综合管廊振动台模型试验研究(Ⅰ)——试验方法
3.非一致地震激励地下综合管廊振动台模型试验研究
(Ⅱ)——试验结果4.包装运输试验中非平稳随机振动表征和模拟方法5.横向非一致激励下土层地震响应的振动台模型试验研究
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振动试验原理
振动试验原理振动试验是指通过对被试对象施加不同频率和幅值的振动载荷，以模拟实际工作条件下的振动环境，对被试对象进行振动响应和振动疲劳性能的评估。
振动试验原理是振动工程领域的重要基础知识，对于振动试验的设计、实施和结果分析具有重要的指导意义。
振动试验的原理主要包括振动激励、振动响应和振动疲劳性能三个方面。
首先，振动激励是指在振动试验中施加在被试对象上的振动载荷，其目的是模拟实际工作条件下的振动环境。
振动激励可以通过振动台、电动机、压电陶瓷等设备产生，其特点是能够提供不同频率、幅值和波形的振动信号，以满足不同振动试验的要求。
在振动试验中，合理选择和设计振动激励是保证试验结果准确可靠的关键。
其次，振动响应是指被试对象在受到振动激励后产生的振动运动和应力响应。
振动响应的特点是具有频率、幅值、相位和波形等多种参数，通过对振动响应的监测和分析，可以了解被试对象的振动特性和结构动力响应，为振动试验的结果评估提供重要依据。
最后，振动疲劳性能是指被试对象在长期振动作用下的疲劳寿命和疲劳破坏特性。
振动疲劳性能的评估是振动试验的重要目的之一，通过对被试对象进行振动疲劳试验和分析，可以预测其在实际工作条件下的寿命和可靠性，为改进产品设计和工程结构提供科学依据。
在进行振动试验时，需要注意以下几点原则：首先，合理设计振动试验方案，包括确定振动激励的频率、幅值和波形，选择合适的振动台和传感器，确保试验的可靠性和有效性。
其次，严格控制试验条件，包括环境温度、湿度和振动载荷的稳定性，避免外部干扰对试验结果的影响。
最后，合理分析和评估试验结果，包括振动响应的频谱分析、疲劳寿命的预测和结构动力学的分析，以确保试验结果的科学性和可靠性。
总之，振动试验原理是振动工程领域的重要内容，对于振动试验的设计、实施和结果分析具有重要的指导意义。
只有深入理解振动试验原理，才能够保证振动试验的科学性和可靠性，为改进产品设计和工程结构提供有效的技术支持。
地下管线非一致地震激励振动台试验的三维有限元建模
２ 湖 ２ ０ ９ ； ．中 冶 南 方 工 程 技 术 有 限公 司 ， 北 武 汉 ０ ０ ２ ４０２ ） ３ ２ ３
摘 要 ： 于通 用有 限元软 件 ＡＢ 基 ＡＱＵＳ， 对 地 下管 线非 一致 地 震 激 励振 动 台试 验 开展 了三 维有 限 针
元建模与分析 。首先着重对模型箱的建模方法进行 了探讨 ， 采用 Ｄ ｕｋ ｒ ｒｇｒ ｒｃ ｅ Ｐ ａｅ 模型考虑土体的 —
２ ．Ｗ Ｉ ＤＲＩＥｎ ｉｅ ｒｎ ＆ Ｒｅｅ ｒ ｈＩ ｃ ｒｏ ａ ｉｎ Ｌｔ Ｓ ｇｎ ｅｉｇ ｓａ ｃ ｎ ｏ ｐ ｒｔｏ ｄ，Ｗ ｕ ａ ３ ２ ３，Ｈｕ ｅ ，Ｃｈｎ ） ｈ ｎ４ ０ ２ ｂｉ ｉａ
Ａｂ ｔａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｂａ ｅ ｎ ｔ ｅｇ ｎ ｒ ｌ ｅ ｉ ｉ ｌｍ ｅ ｔｓ ｆｗａ ｅＡＢ ＱＵＳ，３ Ｄ ｉ ｉｅｅｅ ｎ ｏ ｅｉ ｇ ｓ ｄｏ ｈ ｅ ｅａｉ ｄ ｆ ｔ ｅｅ ｎ ｏ ｔ ｒ Ａ ｚ ｎ ｅ － ｆ ｔ ｌｍｅ ｔ ｄ ｌ ｎ ｍ ｎ
维普资讯
第２ ５卷
第 ３ 期
建 筑科 学 与 工程 学报
ｎ Ｊｕｎ １ ｆ ｃ ｉ ｃｕｅａ ｄ Ｃ ｖ１ ｎ ｉｅ ｒ ｇ ｒａ ｏ ｈｔ ｔｒ ｎ ｉｉＥ ｇｎ ｅｉ ｏ Ａｒ ｅ
Ｖｏ ． ５ ＮＯ ３ Ｉ２ ．
Ｓ ｐ ． ２ ０８ ｅｔ ０
非线 性 ， 并利 用主从 接 触 单元考 虑 土一 结相 互作 用 的 非 线性 力 学行 为 ， 然后 将 数 值 模 拟 结 果 与 试验 结果 的 自振 频 率 、 变响应 、 应 加速 度 及位 移响 应进 行 对 比 。结 果表 明 ： 所提 出的分 析 模 型 和 方 法 能 够 比较 准确地 模 拟试验 中土体 和 结构 的反应 及 其相 互 作 用 ， 为地 下 管 线 的 地震 响 应理 论 分 析 奠 定
大跨度桥梁非一致激励下的抗震数值分析评述
收稿 日期 ：０ ０ １ — ２ ２ １ －２ ０
基 金项 目 ： 苏 省 高 校 自然科 学 研 究 项 目课 题 （ 目号 ：０ ， ５ ０ ０ ） 助 ． 江 项 １ＫＢ６０８资 Ｉ 作者 简 介 ： 立 亚 ， 师 ， 寇 讲 在读 博 士 ， 究 方 向 ： 梁 结 构 ， 跨度 桥 梁 抗震 ， — ｉ： ｏｏ ３ ６ ． ｍ 研 桥 大 Ｅ ｍａ ｋｋ ９ ＠１３ ｏ ． ｌ ｅ
了 随机 振动 理 论 ． 们选 择 １７ 他 ９ １年 圣佛 南 多 的地 震记 录作 为抗 震 分 析 的输 入 。 分 析 洛 杉 矶 文森 特。 马 来 汤
斯 悬 索 桥 的动 力 响应 ． 通过 研 究 发 现 ： 震动 的纵 向分 量会 导 致 大跨 度 桥 梁 的 纵 向 和竖 向振 动 ， 地 因此 ， 研究
尺 寸 范 围 内 受 到许 多 因素 的影 响 ， 震 波 沿 空 间 变 化 ． 跨 度 桥 梁 不 适 用 于 一 般 建 筑 结 构 抗 震 性 能 计算 的基 于一 致 地 大
激 励 的假 设 ． 相 干 效应 、 减 效 应 、 地 效 应 和 行 波效 应 均 影 响 地 震波 的空 间变 化 ． 文 对 国 内外 考 虑 地 震波 空间 效 不 衰 场 本
损 失． 梁工 程 作 为震 区交 通 生命 线 。 破坏 对 救 灾 工作 造 成 巨大 困难 ， 而加 重 了次 生 灾 害． 何在 设 计 桥 其 进 如 和 建造 阶段 就 使 桥 梁具 有 足 够 的抗 震 能 力 和合 理 的安 全 度 ， 始终 是 各 国工 程界 和 学 术 界 十分关 心 的问题 ． 我 国是 地震 频发 国家 ， 大跨 度 结构 被 广 泛地 应用 于桥梁 建设 项 目中 ， 针对 超 过 适 用 范 围大 跨度 桥 梁 的抗 但
一种振动试验中非线性检测的新方法及应用
一种振动试验中非线性检测的新方法及应用近年来，振动试验技术越来越受到人们的重视，因为它可以发现机械系统中可能出现的诸多问题。
随着技术的发展，人们发现在振动试验中可以检测出系统的非线性特性，非线性检测在振动试验中具有重要的作用。
本文首先介绍了非线性检测和非线性技术的定义，以及存在的一些问题。
然后，基于复杂性理论，将众多可行的非线性检测方法进行系统分析，提出一种基于信号变换和计算复杂性理论的新非线性检测方法，以便在振动试验中有效检测非线性信号。
接着，还介绍了新的非线性检测方法的具体实现和应用，利用现有的振动测试数据对其进行了验证，证明了所提出方法的有效性和可行性，并分析了振动试验中的非线性信号的特征。
最后，还对该方法在机械振动试验中的应用进行了展望。
非线性检测是检测机械系统中可能发生的非线性特性的一种重要技术。
非线性特性表示系统没有由初始状态线性变化，并且与初始状态有关，这表明系统可能存在隐藏的问题。
非线性的检测目的是检测系统中的非线性特征，并从中分析出机械系统的非线性表征，以帮助检测机械系统的故障。
非线性技术的定义是指在研究信号特性时，利用以非线性实验作为工具，结合数学分析研究出的一系列方法。
如果系统发生非线性变化，就可以通过非线性分析技术来发现系统中存在的问题。
由于目前常用的振动测试只能反映系统的线性特性，而非线性检测可以检测出系统中可能存在的问题，因此非线性检测在振动试验中具有重要的作用。
然而，在振动试验中检测出系统的非线性特性也存在一些问题。
首先，非线性特性检测受很多因素的影响，难以准确反映系统的振动特性。
其次，很多现有的非线性检测方法在振动试验中有限，难以反映出系统的真实非线性特征。
基于以上问题，本文将众多可行的非线性检测方法进行系统分析，提出了一种基于信号变换和计算复杂性理论的新非线性检测方法。
该方法的核心就是将振动信号通过信号变换的方法进行变换，以显示系统的非线性特性，然后利用计算复杂性理论对变换后的信号进行处理，识别系统中的非线性信号，从而检测出系统中可能存在的问题。
振动测试
振动测试物体或质点相对于平衡位置所作的往复运动叫振动。
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。
目录1概念2简介3响应测量4参量测定5测定方法6导纳方法7时域识别8载荷识别9环境试验10试验设备11意义使用12随机试验13安全防范14测15试验环境16试验程序概念vibration test振动试验是指评定产品在预期的使用环境中抗振能力而对受振动的实物或模型进行的试验。
根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一定规律变化，如线性变化或指数规律变化。
振动试验设备分为加载设备和控制设备两部分。
加载设备有机械式振动台、电磁式振动台和电液式振动台。
电磁式振动台是目前使用最广泛的一种加载设备。
振动控制试验用来产生振动信号和控制振动量级的大小。
振动控制设备应具备正弦振动控制功能和随机振动控制功能。
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：结构损坏，如结构变形、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，因为一旦振动减小或停止，工作就能恢复正常；工艺性破坏，如螺钉或连接件松动、脱焊。
从振动试验技术发展趋势看，将采用多点控制技术、多台联合激动技术。
图为飞机振动试验情况。
简介振动试验是仿真产品在运输(Transportation)、安装(Installation)及使用(Use)环境中所遭遇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遭遇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能力。
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能力.一通检测认为最常使用振动方式可分为正弦振动及随机振动两种。
正弦振动是实验室中经常采用的试验方法，以模拟旋转、脉动、震荡（在船舶、飞机、车辆、空间飞行器上所出现的）所产生的振动以及产品结构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。
非一致地震激励地下综合管廊振动台模型试验研究(Ⅱ)——试验结果
非一致地震激励地下综合管廊振动台模型试验研究(Ⅱ)——试
验结果
陈隽;史晓军;李杰
【期刊名称】《地震工程与工程振动》
【年(卷),期】2010(0)2
【摘要】本文以纵向非一致地震激励试验为主,对地下综合管廊振动台模型试验结果进行了分析,包括模型场地的加速度响应、结构的应变响应、结构和场地加速度响应关系、结构应变响应的原因、结构接头位移响应、结构在纵向非一致激励和一致激励下应变响应的区别。
结果分析表明,本试验模型场地及模型结构设计合理,从中得到了关于地下综合管廊非一致地震激励作用下响应规律的一些新内容。
【总页数】8页(P123-130)
【关键词】非一致激励;地下综合管廊;振动台试验;加速度放大系数;接头位移
【作者】陈隽;史晓军;李杰
【作者单位】同济大学土木工程学院土木工程防灾国家重点实验室;深圳市福田区审计局
【正文语种】中文
【中图分类】P315.952.6
【相关文献】
1.非一致激励下综合管廊振动台试验的数值模拟 [J], 蒋录珍;陈隽;李杰
2.单舱地下综合管廊地震动力响应振动台模型试验研究 [J], 王振强; 冯立; 陈志雄; 魏奇科; 韩亮
3.非一致地震激励地下综合管廊振动台模型试验研究(Ⅰ)——试验方法 [J], 史晓军;陈隽;李杰
4.非一致地震激励地下综合管廊振动台模型试验研究(Ⅲ)——数值模拟 [J], 蒋录珍;陈隽;李杰
5.横向非一致激励下土层地震响应的振动台模型试验研究 [J], 赵密;万宁潭;韩俊艳;李立云;侯本伟;杜修力
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非一致激励下综合管廊振动台试验的数值模拟
非一致激励下综合管廊振动台试验的数值模拟蒋录珍;陈隽;李杰【摘要】本文基于ABAQUS软件开展非一致激励下地下综合管廊振动台试验的有限元建模及分析研究.建模中采用Dnlcker-Prager模型来考虑土体非线性,土一结构动力相互作用通过建立主从接触面来实现,通过考虑层状剪切砂箱对土体的作用来模拟试验模型箱,同时考虑初始应力场的平衡.响应时程及放大系数等参量的对比,表明数值模拟结果和试验结果吻合较好,文中所提有限元建模方法合理,为后续参数分析奠定了基础.【期刊名称】《土木工程与管理学报》【年(卷),期】2008(025)004【总页数】4页(P203-206)【关键词】地下综合管廊;非一致激励;振动台试验;ABAQUS;土结构动力相互作用【作者】蒋录珍;陈隽;李杰【作者单位】同济大学建筑工程系,上海,200092;同济大学建筑工程系,上海,200092;同济大学土木工程防灾国家重点实验室,上海,200092;同济大学建筑工程系,上海,200092;同济大学土木工程防灾国家重点实验室,上海,200092【正文语种】中文【中图分类】TU411.8地下综合管廊，是将两种或两种以上的城市管线集中设置于同一人工空间中所形成的现代化、集约化的城市生命线基础设施[1]，被视为21世纪城市市政基础设施建设现代化的重要标志之一。
1995年阪神地震中，处于地下综合管廊中的管线基本完好，只有地下综合管廊结构有轻微的裂缝出现[2]，表明地下综合管廊对地下管线的抗震能力有明显的提高。
然而，对地下综合管廊在非一致激励作用下的抗震分析、理论和数值分析都很少，试验研究几乎为空白。
本文在自由场振动台试验合理分析[3]的基础上，对本课题组所作的地下综合管廊振动台试验进行了有限元分析，得出了一些有益的结论。
地下综合管廊是一种长线型地下结构，在地震波传播作用下受非一致激励的影响不可忽视。
为了获得地下综合管廊在地震波纵向传播作用下的地震响应规律，本课题组进行了地下综合管廊纵向非一致地震输入的振动台试验。
机械工程测试技术基础试题及答案三
（二）判断对错题（用√或×表示)1、各态历经随机过程一定是平稳随机过程。
（）2、信号的时域描述与频域描述包含相同的信息量。
（）3、非周期信号的频谱一定是连续的。
( )4、非周期信号幅频谱与周期信号幅值谱的量纲一样.( ）5、随机信号的频域描述为功率谱。
（）(二）1、√；2、√；3、╳；4、╳；5、√;1、一线性系统不满足“不失真测试"条件，若用它传输一个1000Hz的正弦信号，则必然导致输出波形失真.（）2、在线性时不变系统中，当初始条件为零时，系统的输出量与输入量之比的拉氏变换称为传递函数。
( ）3、当输入信号一定时，系统的输出将完全取决于传递函数，而与该系统的物理模型无关.( )4、传递函数相同的各种装置，其动态特性均相同。
( ）5、测量装置的灵敏度越高，其测量范围就越大。
（）6、幅频特性是指响应与激励信号的振幅比与频率的关系。
（）（三）╳√√√╳╳（三）判断对错题（用√或×表示)1、滑线变阻器式传感器不适于微小位移量测量.（)2、涡流式传感器属于能量控制型传感器（）3、压电加速度计的灵敏度越高，其工作频率越宽。
( ）4、磁电式速度拾振器的上限工作频率取决于其固有频率。
（）(三）√√╳╳(二)选择题1、不属于测试系统的静特性。
（1)灵敏度（2)线性度（3）回程误差(4）阻尼系数2、从时域上看，系统的输出是输入与该系统 3 响应的卷积。
（1）正弦（2）阶跃（3）脉冲（4）斜坡3、两环节的相频特性各为和，则两环节串联组成的测试系统,其相频特性为.(1）(2）(3）（4）4、一阶系统的阶跃响应中,超调量4。
（1）存在，但〈5％（2)存在，但〈1(3）在时间常数很小时存在（4）不存在5、忽略质量的单自由度振动系统是2系统。
(1）零阶(2)一阶（3）二阶（4）高阶6、一阶系统的动态特性参数是3。
（1)固有频率(2）线性度（3)时间常数(4）阻尼比7、用阶跃响应法求一阶装置的动态特性参数，可取输出值达到稳态值倍所经过的时间作为时间常数.（1)0。
振动试验中非一致基础激励行为的表征与量化
第42卷第3期2022年6月振动、测试与诊断Vol.42No.3Jun.2022 Journal of Vibration，Measurement&Diagnosis振动试验中非一致基础激励行为的表征与量化∗胡杰1，2，鄂林仲阳1，肖世富1，许茂1，范宣华1，王东升1，石先杰1（1.中国工程物理研究院总体工程研究所绵阳，621999）（2.工程材料与结构冲击振动四川省重点实验室绵阳，621999）摘要针对振动试验中振动台台面输出并非完全理想的一致基础激励，从而可能导致试验中出现非预期响应行为的问题，通过理论分析、数值模拟和试验验证，采用模态叠加理论，将振动台台面响应分解到模态空间，开展了台面非一致基础激励的表征与量化研究，并结合某典型结构的空台面、轴向及横向随机振动试验数据，从响应功率谱密度曲线和均方根值2个方面进行了台面非一致基础激励的量化。
研究结果表明，振动台台面输出的非一致性是不同程度存在的，台面的弹性支撑以及试验结构的对称性等对台面输出的一致性影响较大。
关键词振动；基础激励；非一致；模态中图分类号O321；TH123.1引言振动台是环境试验中常采用的加载设备，用来检验产品的可靠性、动强度等指标。
其原理是对安装在台面上的试验结构施加推力，使振动台台面或者试验产品产生预期的动态响应。
笔者研究的是目前应用最多、技术较为成熟的电动振动台，具有工作频段宽、波形好和易控制等优点［1］。
理想情况下，振动台在导向轴承作用下，期望只在其加载方向产生激励，台面输出应具有一致性，表现为台面的加速度、速度和位移等响应参数在幅值上相同且无相位差，体现出同步性。
安装在振动台上的试验部件则表现为一致基础激励。
在实际试验中，由于振动台结构复杂、动力学特性耦合以及台面并非完全刚性等原因，即使是在空台面运行情况下，台面的一致性也难以保持。
当与试验件装配后，台面的非一致性情况更加复杂。
需要说明的是，振动试验的分析应当将试验件、夹具以及振动台作为一个整体系统进行考虑。
包装运输试验中非平稳随机振动表征和模拟方法
·2·
包装工程
2021 年 5 月
试验。传统的实验室包装运输振动试验经常采用平稳 高斯假设，仅利用功率谱密度作为试验条件[1]。实际 的振动环境往往呈现出比较明显的非平稳和非高斯 特征，尤其是在恶劣路况条件下。传统的实验室包装 运输试验常常无法准确模拟产品在真实运输振动环 境下的失效情况。美国 2019 年颁布的 MIL-STD-810H 《环境工程考虑与实验室测试》指出，现代振动控制 系统解决非高斯特征的能力将会影响实验室振动测 试的发展，要求关注装备服役条件下随机载荷的非高 斯和非平稳特性[2]。对非平稳非高斯随机过程的表征 和模拟具有现实必要性，国内外许多学者相继提出了 一些有效的表征和模拟方法。
包装货物在各种运输过程中，由于复杂路况和运 行状态等各种因素易产生振动，这些环境因素均具有
较大的随机性，可能导致包装运输货物的随机振动疲 劳破坏，为此需要在实验室进行充分的包装运输振动
收稿日期：2021-03-19 基金项目：国家自然科学基金（51875570） 作者简介：曾昕（1991—），男，国防科技大学硕士生，主攻可靠性试验与评估。 通信作者：蒋瑜（1977—），男，博士，国防科技大学教授，主要研究方向为结构动力学和可靠性，结构健康监测和振动疲劳。
第 42 卷 第 9 期 2021 年 5 月
包装工程 PACKAGING ENGINEERING
·1·
缓冲与隔振
包装运输试验中非平稳随机振动表征和模拟方法
曾昕，蒋瑜，范政伟，雷武阳
（国防科技大学 智能科学学院，长沙 410073）
摘要：目的 研究量化表征非平稳随机振动的方法，模拟包装物实际运输振动环境中的非平稳和非高斯 特征。方法 通过引入“运行测试”非参数统计检验方法，对均方根值时变非平稳过程进行量化表征，利 用贝塔分布随机数的幅值调制方法模拟生成非平稳非高斯随机过程。结果 通过数值验证贝塔分布方法， 能够基于目标峭度和功率谱密度函数等约束条件灵活生成具有不同平稳程度的非平稳非高斯随机过程。 结论 该方法可以对非平稳特征进行定量表征，并可用于真实模拟包装件的运输振动环境，避免“欠试验” 和“过试验”问题的发生。 关键词：非平稳；非高斯；随机振动；贝塔分布 中图分类号：TB485.3 文献标识码：A 文章编号：1001-3563(2021)09-0001-10 DOI：10.19554/ki.1001-3563.2021.09.001