振动及频谱分析基础培训
振动分析基础讲义1ppt课件
5、ISO5347(GB/T13823.1-93) 振动与冲击传感器的校准方法 基 本概念…………………………………………………………………… 6、ISO1952/1(GBGB/T6444-1995) 机械振动----平衡术语……… 7、ISO1940/1(GB9239-88)刚性转子平衡品质许用不平衡的确定… 8、ISO5343(GB6558-86) 柔性转子平衡的评定准则 ……………… 9、ISO2372(GB6075-85) 工作转速在10200赫兹的机器的机械振 动----规定评定标准的基础…………………………………………… 10、ISO3945(GB11347-89)工作转速在10200赫兹的机器的机械振 动----现场振动烈度的测量和评定…………………………………… 11、ISO10817-1旋转轴振动测量系统--第一部分： 测量径向方向 相对振动信号和绝对振动信号………………………………………… 12、ISO10817-2 旋转轴振动测量系统 第二部分：信号处理…… 二、有关机器状态监测和故障诊断方面的国际标准…………………
3、ISO13374诊断用的机器状态监测数据处理和分析程序 (包括 通讯格式，数据显示交换的方法……………………………………
4、ISO13375为诊断目的交换与机器状态监测有关的信息的数据 通讯格式和方法……… ………………………………………………
5、ISO13376为诊断目的提供和显示机器状态监测中所用的数据 的格式………………… ………………………………………………
1、ISO13372机器状态监测和故障诊断领域的术语 ……………… 2、ISO13373机器的状态监测和故障诊断--机器的振动监测 …… 机器振动状态监测程序……………………………………………… 机器振动状态监测的数据处理和分析程序………………………… 与机器振动状态监测有关的信息交换的数据通讯格式和方法…… 提供和显示机器振动监测所用的数据的格式………………………
振动的合、频谱分析
A=0
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练习： 练习 教材 P19 12-14 已知:
大学物理
A = A1 + A2
A1 = 8cm
6
A 与 A1相差 π
A = 10 cm
求： A2 及 A1与 A2的相差
解：作平行四边形如图
A2
α
π 6
A
π A2 = A + A 2 A1 A cos 6 = 5.04 cm
x o
x = A cos(ω t + 0 ) v = Aω sin(ω t + 0 )
以弹簧振子所在水平面为重力势能零点
1 1 E p = kx 2 = kA 2 cos 2 (ω t + 0 ) 2 2
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两边对时间求导：
d2 x a = 2 = ω 2 x → ω → T = 2π ω dt
自学 P12 [例5] 练习：P41 12-10
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大学物理
小结 运动方程
F = kx
同学们好
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大学物理
答疑安排 时间：第2周～第16周， 星期二下午13：00～15：00 地点：6220# 通知 购买作业册，5.00元/本。 时间：第一周星期五下午13：00～16：00 地点：6220#
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频谱分析基础培训
频谱分析仪性能指标 截止点(T.O.I)
频谱分析仪性能指标 1-dB 压缩点
频谱分析仪性能指标 动态范围
频谱分析仪性能指标 最大无互调范围或最大谐波抑制
频谱分析仪性能指标 频率测量精度
I 光标读数：
I ±(频率读数X参考频率误差+0.5%X频率跨度+10%X分辨带宽+最 后显示位X1/2)
锯齿波发生器
检波器 y
x
显示
频谱分析仪工作原理
中频滤波器:数字滤波器
Anti aliasing
bandpass 12 bit
IF 20.4 MHz
A D
Q mixer
IF
I
Lowpass filter
LO 90°
I mixer Q
filter coefficients Lowpass filter
理想高斯滤波器 (数字)
1.415 * B3dB
1.065 * B3dB
频谱分析仪性能指标 显示的噪声本底依赖于RF衰减器
频谱分析仪性能指标 显示的噪声本底依赖于与RBW带宽
A=10lg(RBWnew/RBWold)
频谱分析仪性能指标 接收机的非线性特性
频谱分析仪性能指标 三阶互调产物的鉴别
RFAtt
RF 衰减器
-2.5 dB 修正因子 (对数定标的平均)
不同的滤波器6 dB带宽和等效噪声带宽与 3 dB带宽的关系
滤波器类型
6 dB 带宽 等效噪声带宽
4-极点滤波器 （模拟）
1.480 * B3dB
1.129 * B3dB
5-极点滤波器 （模拟）
1.464 * B3dB
1.114 * B3dB
振动试验理论基础与方法培训
申 奥
2.1.3 电动振动台原理 励磁线圈如图示 2-2 在振动台台体内建立磁场，励磁线圈与直流电源相连，在环行气隙里产生一个高磁
通量。动圈部件，包括台面、骨架和驱动线圈，悬挂在振动台的环行气隙里，当交流电流通过驱动线圈时， 电磁力会在驱动线圈的绕组上产生，使得台面产生向上和向下的往复移动，如图示 2-2 中双向箭头处显示。 台面的移动量取决于振动控制器输出的驱动信号的大小和频率以及扩展台面（如果有的话）的质量、所加的 负载质量和台面悬挂系统的刚度。
根据输出信号不同，分为常规电荷压电和 ICP 压电传感器。
奥 b 压阻式加速度传感器，自发式传感器，其电阻的变化与所承受的机械应力成正比。
c 变电容式加速度传感器，其电容的变化与所承受的机械应力成正比。 （3）按功能分：控制传感器、监测传感器。
测 2.2.3 结构 加速度传感器通常由质量块、阻尼器、弹性元件（弹簧）、敏感元件和适调电路等部分组成，在加速过 程中，通过测量质量块所受的惯性力，利用牛顿第二定律获得加速度。
3.8 响应监测与分析 3.8.1 频率响应分析 系统在外激振作用下发生振动响应，通过采集反馈的振动输出信号，分析各振动参量在频率域的响应信号， 包括加速度频响、速度频响、位移频响。
3.8.2 共振分析 （1）目的：分析在测试振动频率范围，夹具或试样是否发生共振，及固有频率。
机械振动信号的阶次分析与频谱分析研究
机械振动信号的阶次分析与频谱分析研究引言：机械装置的振动是工程中常见的现象，对振动信号进行准确分析具有重要意义。
本文将介绍机械振动信号的阶次分析与频谱分析研究方法，以期为相关领域的研究提供参考。
一、机械振动信号的产生与特点机械装置运行过程中会产生振动信号，振动信号的频率和幅值往往反映了机械装置的运行状态和故障情况。
机械振动信号通常具有周期性、非线性和多频率等特点，对信号进行准确分析是解决相关问题的关键。
二、阶次分析方法1. 阶次的定义与意义阶次是指振动信号中的频率分量相对于旋转频率的整数倍，常用于描述转子系统的相关问题。
通过对信号进行阶次分析可以确定故障频率和振动信号的来源。
2. 阶次分析的基本原理阶次分析的基本原理是将振动信号转换到阶次域中，并对信号进行频谱分析。
通过识别不同阶次的分量，可以准确地分析机械装置的故障类型和程度。
3. 阶次分析的应用阶次分析广泛应用于机械装置的故障诊断、负载变化分析和轴承故障监测等领域。
利用阶次分析方法，工程师可以及时检测机械装置的故障，并采取相应的措施避免损失。
三、频谱分析方法1. 频谱的基本概念频谱是指频率域上信号的幅度分布。
通过频谱分析，可以确定信号中不同频率的成分，从而定位故障源并评估振动信号的特点。
2. 频谱分析的原理频谱分析利用傅里叶变换将时域信号转换为频域信号，并通过对频谱进行分析来确定信号中的频率成分。
通过频谱分析，人们可以快速有效地识别机械装置中的故障，实现故障诊断和预防措施。
3. 频谱分析的应用频谱分析方法被广泛应用于机械装置的振动监测、动态平衡和故障诊断等领域。
通过对信号的频谱特性进行分析，人们可以全面了解机械装置的振动特点，并采取相应的措施保证机械装置的正常运行。
结论：机械振动信号的阶次分析与频谱分析是解决相关问题的关键方法。
通过阶次分析，可以准确定位机械装置的故障源，并评估振动信号的特点；而频谱分析则可以快速有效地识别出机械装置的故障，实现故障诊断和预防。
《振动分析基础》课件
车辆的振动分析
总结词
车辆的振动分析是研究车辆动态特性和提高乘坐舒适性的重要手段，主要关注车辆的平顺性和稳定性 。
详细描述
通过对车辆进行振动测试和分析，可以评估车辆在不同路况下的平顺性和稳定性，优化车辆悬挂系统 和轮胎设计，提高车辆的乘坐舒适性和行驶安全性。同时，还可以研究车辆的动态特性，为车辆的主 动和半主动控制提供依据。
05
振动分析案例研究
机械设备的振动分析
总结词
机械设备的振动分析是振动分析中应用最广泛的一类，通过对机械设备振动特 性的研究，可以预测和解决设备运行中的问题，提高设备稳定性和可靠性。
详细描述
机械设备的振动分析主要研究设备的振动特性、振动源、传递路径和振动对设 备性能的影响。通过测量和分析设备的振动数据，可以识别出设备的故障模式 、预测设备寿命，优化设备设计和改进设备维护策略。
振动分析的重要性
振动分析在工程领域中具有重要意义 ，如机械设备的故障诊断、结构安全 评估、噪声控制等。
VS
通过振动分析，可以深入了解物体的 动态特性，为优化设计、提高产品质 量和可靠性提供依据。
振动分析的应用领域
机械制造
振动分析用于检测机械设备的 工作状态，预防故障发生，提
高生产效率。
航空航天
振动分析用于评估飞行器的结 构安全性，优化设计，降低噪 音和振动对乘客的影响。
THANKS
感谢观看
混合控制技术
混合控制技术是指结合主动和被动控制技术的优点，以提高减振效果的 控制技术。
混合控制技术可以同时使用主动和被动元件，通过主动元件提供反向振 动来抵消原始振动，同时利用被动元件提供额外的阻尼和隔振效果。
混合控制技术可以综合主动和被动控制技术的优点，提高减振效果，但 需要设计合理的控制系统和元件参数，成本也相对较高。
简谐振动与频谱分析解析
第一章简谐振动与频谱分析这一章是一些基础内容，主要介绍：(1)简谐振动的特点及表示方法、(2)周期振动的谐波分析、(3)非周期振动的谱分析、(4)单位脉冲函数的定义、性质、应用等。
现实中很多结构振动(特别是人造的结构振动)是可以用函数关系表示的(揭示振动规律)，根据运动表现形式振动可分为：(1)周期振动；(2)非周期振动。
而简谐振动是最简单的周期振动，重要的是周期振动可以分解为多个简谐振动的叠加。
§1.1简谐振动的表示方法及合成数学知识：1. x(∕) = ASin(d*+φ)X = AωcQs(ωt+ φ) = Aωs∖n{ωt+ φ + -)2X = -ACD l sin(ωt+ φ) = ACO I Sin(S + φ + Λ*)2・e'θ =COS^+ /sin i =Z = A严9 ；Z = iωAe,； Z = -％如。
＞3・ sin A+ sin B = 2sin + -COS-_—(和差化积)2 21.简谐振动的表示(1)简谐振动的一般表示简谐振动是周期振动中最简单的一种，它可以用正弦函数表示为x(∕) = ASin(血+φ)(1.1) A——振幅，e——圆频率，φ——初相位e 乂称角频率，它与频率f,周期T的关系为3 = 2Trf = —(1.2)Tω(rad∕s), f (Hz), T (s),为了方便，以后也称”为频率。
从简谐振动的函数形式而言，若确定了振幅、频率及初相位这三者就完全确定了一个简谐振动，通常把振幅、频率和相位称为简谐振动的三要素。
若X是位移，则速度X = Aωcos(ωt+ φ) = Aωsin(cof+ φ + -) (1.3)2加速度X = -Aω1Sin(^+ φ) = Aω2sin(eot+ φ +π)(1.4)可见，简谐振动的速度也是简谐运动，其速度的相位超前位移兰，简谐振动的加2速度也是简谐运动，其加速度的相位超前速度兰。
2从位移、速度、加速度的表达式可以看到它们的频率是相同，幅值是频率的函数。
第2.4节_周期振动与频谱分析
n
X e
n
in1t
1 T2 in1t dt 其中 X n T 2 xT (t )e T
2 1 T
n n1
2 定义： X n X n ( n ) TX n Xn
1 则有： xT (t ) 2
其中：
n
X
为是频率为 n1 的 简谐振动相位角。
n
频谱分析 频域分析
例2-3已知矩形波如图所示，试作出谐波分析。
解：图示矩形波为周期性方波
P0 P(t ) P 0
T 0t 2 T t T 2
矩形波
计算傅氏系数：
T 2 T 2 a0 P0 dt T P0 dt 0 T 0 2
X ( ) x(t )ei t dt
1 x(t ) 2
X ( )e d
i t
傅立叶积分
傅立叶变换
x(t ) F [ X ( )]
-1
X ( ) F[ x(t )]
傅立叶逆变换
若用频率
f
代替
，则表示为：
傅立叶变换对
x(t ) X ( f )ei 2 f t df
解： 0 x(t ) x0 0 x(t )的频谱函数为： t t1 2
t1 t t 1 2 2 t1 t 2
t1 2 t 1 2
X ( ) x(t )e
i t
2 x0
sin
t1
2
dt
考虑傅里叶级数前三项的影响
四、非周期振动的频谱分析方法