振動試驗主要的分類包含正弦振動試驗和隨機(jī)振動試驗。
一、正弦振動試驗
正弦振動:正弦振動是一種周期性振動,其振動形式遵循正弦函數(shù)的規(guī)律。正弦振動的特性在于其振動幅度、頻率和初相位都是確定的,因此可以預(yù)測任意時刻的振動狀態(tài)。
正弦振動試驗主要包含掃頻試驗和定頻試驗。
1.掃頻試驗
掃頻試驗是指在試驗過程中維持一個或兩個振動參數(shù)(位移、速度或加速度)量級不變,而振動頻率在一定范圍內(nèi)連續(xù)往復(fù)變化的試驗。線性掃描化是線性的,即單位時間掃過多少赫茲,單位是Hz/s或Hz/min,這種掃描用于尋找共振頻率的試驗。對數(shù)掃描頻率變化按對數(shù)變化,掃描率可以是oct/min、oct是倍頻程。如果上限頻率fH,下限fL,fH/fL=2n,n就是下限頻率到上限頻率經(jīng)過了n個倍頻程。對數(shù)掃描的意思是相同的時間掃過的頻率倍頻程數(shù)是相同的,例如從5-20Hz是兩個倍頻程,從500-2000Hz也是倍頻程。在對數(shù)掃描的情況下,掃過這兩段的時間是相同的。就是說對數(shù)掃描時低頻掃得慢而高頻掃得快(這當(dāng)然是指單位時間掃過的頻率范圍)。
2.定頻試驗
定頻試驗是指在規(guī)定的固定頻率點上進(jìn)行各種振動參數(shù)不同量級的試驗。它主要用于:耐共振頻率處理。在產(chǎn)品振動頻響檢查時發(fā)現(xiàn)的明顯共振頻率點上,施加規(guī)定振動參數(shù)振幅的振動,以考核產(chǎn)品耐共振振動的能力。
二、隨機(jī)振動試驗
隨機(jī)振動是指一種振動波形雜亂、對未來任何一個給定時刻其瞬時值不能預(yù)先確定,其波形隨時間的變化顯示不出一定規(guī)律的振動,無法用確定性函數(shù)解釋其規(guī)律。隨機(jī)振動的單次試驗結(jié)果有不確定性、不可預(yù)估性和不重復(fù)性,但相同條件下的多次試驗結(jié)果卻有內(nèi)在的統(tǒng)計規(guī)律。而須用概率統(tǒng)計方法定量描述其運動規(guī)律。隨機(jī)振動也是由正弦振動所組成的,但是這些正弦振動的頻率不是離散的,而是在一定范圍內(nèi)連續(xù)分布,各個正弦振動的振幅大小與位移大小變化不可預(yù)測的會隨時間變化,而是要用隨機(jī)振動信號在一定時刻的平均值、均方值、概率密度函數(shù)、功率譜密度來表達(dá)。
三、振動試驗條件包括哪些參數(shù)
1.正弦振動一般是正弦時間函數(shù)來表示,試驗條件主要包括:
試驗頻率、試驗量級(即加速度幅值大小或位移大小)、掃描速度、掃描時間、振動方向。
2.隨機(jī)振動的運動規(guī)律無法用時間的函數(shù)正確表達(dá),只能用統(tǒng)計學(xué)的方法來表達(dá),在頻域內(nèi)進(jìn)行描述,試驗條件主要包括:
試驗頻率范圍(最高和最低頻率之間)、功率譜密度(單位頻率上的能量分布)、總均方根加速度(功率譜密度的方均根值)、試驗時間、振動方向。
四、正弦振動試驗和隨機(jī)振動試驗有何不同
1.定義不同
正弦振動是一種周期性振動,其振動形式遵循正弦函數(shù)的規(guī)律。正弦振動的特性在于其振動幅度、頻率和初相位都是確定的,因此可以預(yù)測任意時刻的振動狀態(tài)。
隨機(jī)振動是一種非確定性的振動,其頻率、加速度、振幅都是隨機(jī)的,無法用確定性函數(shù)來描述,但具有一定的統(tǒng)計規(guī)律。隨機(jī)振動的研究通常依賴于概率論和統(tǒng)計學(xué)的方法,通過對大量樣本的統(tǒng)計分析來描述其特性。
2.測試方式不同
正弦振動試驗以正弦信號為激勵源,用于模擬單一的振動狀態(tài),例如強度和頻率等方面的測試。隨機(jī)振動試驗以隨機(jī)信號為激勵源,用于模擬各種復(fù)雜的振動環(huán)境,例如汽車行駛、機(jī)械運動等。
3.試驗頻率范圍不同
正弦振動試驗通常只包括幾赫茲到幾百赫茲的頻率范圍,只能模擬特定類型的振動。隨機(jī)振動試驗一般涵蓋了從幾赫茲到幾千赫茲的廣泛頻率范圍,可以模擬各種不同的振動情況。
4.試驗過程復(fù)雜度不同
正弦振動試驗的試驗過程相對簡單,并且可以通過小的激勵源進(jìn)行試驗,因此可以在實驗室等較小的場所進(jìn)行試驗。隨機(jī)振動試驗的試驗過程需要考慮很多因素,如振動強度、頻率分布、持續(xù)時間等,可以更好地模擬實際情況下的振動環(huán)境,因此試驗過程要比正弦振動試驗更加復(fù)雜。
5.應(yīng)用的場合不同
正弦振動試驗通常考核產(chǎn)品的設(shè)計工藝是否符合預(yù)期產(chǎn)品設(shè)計的要求,是否存在諧振點。隨機(jī)振動試驗通常用于模擬運輸過程中實際受到的振動環(huán)境,比如鐵路、艦船、飛機(jī)、公路運輸?shù)染捎秒S機(jī)振動的測試方法
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