物體或質(zhì)點(diǎn)相對于平衡位置所作的往復(fù)運(yùn)動叫振動。振動又分為正弦振動、隨機(jī)振動、復(fù)合振動、掃描振動、定頻振動。描述振動的主要參數(shù)有：振幅、速度振動又分、加速度。在現(xiàn)場或?qū)嶒?yàn)室對振動系統(tǒng)的實(shí)物或模型進(jìn)行的試驗(yàn)。振動系統(tǒng)是受振動源激勵的質(zhì)量彈性系統(tǒng)，如機(jī)器、結(jié)構(gòu)或其零部件、生物體等。振動試驗(yàn)是從航空航天部門發(fā)展起來的，現(xiàn)在已被推廣到動力機(jī)械、交通運(yùn)輸、建筑等各個工業(yè)部門及環(huán)境保護(hù)、勞動保護(hù)方面，其應(yīng)用日益廣泛。振動試驗(yàn)包括響應(yīng)測量、動態(tài)特性參量測定、載荷識別以及振動環(huán)境試驗(yàn)等內(nèi)容。

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概念

振動試驗(yàn)是指評定產(chǎn)品在預(yù)期的使用環(huán)境中抗振能力而對受振動的實(shí)物或模型進(jìn)行的試驗(yàn)。根據(jù)施加的振動載荷的類型把振動試驗(yàn)分為正弦振動試驗(yàn)和隨機(jī)振動試驗(yàn)兩種。正弦振動試驗(yàn)包括定額振動試驗(yàn)和掃描正弦振動試驗(yàn)。掃描振動試驗(yàn)要求振動頻率按一定規(guī)律變化，如線性變化或指數(shù)規(guī)律變化。振動試驗(yàn)設(shè)備分為加載設(shè)備和控制設(shè)備兩部分。加載設(shè)備有機(jī)械式振動臺、電磁式振動臺和電液式振動臺。電磁式振動臺是目前使用*廣泛的一種加載設(shè)備。振動控制試驗(yàn)用來產(chǎn)生振動信號和控制振動量級的大小。振動控制設(shè)備應(yīng)具備正弦振動控制功能和隨機(jī)振動控制功能。振動試驗(yàn)主要是環(huán)境模擬，試驗(yàn)參數(shù)為頻率范圍、振動幅值和試驗(yàn)持續(xù)時間。振動對產(chǎn)品的影響有：結(jié)構(gòu)損壞，如結(jié)構(gòu)變形、產(chǎn)品裂紋或斷裂；產(chǎn)品功能失效或性能超差，如接觸不良、繼電器誤動作等，這種破壞不屬于永久性破壞，因?yàn)橐坏┱駝訙p小或停止，工作就能恢復(fù)正常；工藝性破壞，如螺釘或連接件松動、脫焊。從振動試驗(yàn)技術(shù)發(fā)展趨勢看，將采用多點(diǎn)控制技術(shù)、多臺聯(lián)合激動技術(shù)。圖為飛機(jī)振動試驗(yàn)情況。

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簡介

振動試驗(yàn)是仿真產(chǎn)品在運(yùn)輸、安裝及使用環(huán)境中所遭遇到的各種振動環(huán)境影響，本試驗(yàn)是模擬產(chǎn)品在運(yùn)輸、安裝及使用環(huán)境下所遭遇到的各種振動環(huán)境影響，用來確定產(chǎn)品是否能承受各種環(huán)境振動的能力。振動試驗(yàn)是評定元器件、零部件及整機(jī)在預(yù)期的運(yùn)輸及使用環(huán)境中的抵抗能力。

*常使用振動方式可分為正弦振動及隨機(jī)振動兩種。正弦振動是實(shí)驗(yàn)室中經(jīng)常采用的試驗(yàn)方法，以模擬旋轉(zhuǎn)、脈動、震蕩（在船舶、飛機(jī)、車輛、空間飛行器上所出現(xiàn)的）所產(chǎn)生的振動以及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)共振頻率分析和共振點(diǎn)駐留驗(yàn)證為主，其又分為掃頻振動和定頻振動兩種，其嚴(yán)苛程度取決于頻率范圍、振幅值、試驗(yàn)持續(xù)時間。隨機(jī)振動則以模擬產(chǎn)品整體性結(jié)構(gòu)耐震強(qiáng)度評估以及在包裝狀態(tài)下的運(yùn)送環(huán)境，其嚴(yán)苛程度取決于頻率范圍、GRMS、試驗(yàn)持續(xù)時間和軸向。

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振動試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)：

GJB 150.25-86???????? ???????????WJ231-77??????????? GB-T 4857.23-2003????????? GBT4857.10-2005????

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在現(xiàn)場或?qū)嶒?yàn)室對振動系統(tǒng)的實(shí)物或模型進(jìn)行的試驗(yàn)。振動系統(tǒng)是受振動源激勵的質(zhì)量彈性系統(tǒng)，如機(jī)器、結(jié)構(gòu)或其零部件、生物體等。振動試驗(yàn)是從航空航天部門發(fā)展起來的， 現(xiàn)在已被推廣到動力機(jī)械、 交通運(yùn)輸、建筑等各個工業(yè)部門及環(huán)境保護(hù)、勞動保護(hù)方面，其應(yīng)用日益廣泛。振動試驗(yàn)包括響應(yīng)測量、動態(tài)特性參量測定、載荷識別以及振動環(huán)境試驗(yàn)等內(nèi)容。??

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響應(yīng)測量

主要是振級的測量。為了檢驗(yàn)機(jī)器、結(jié)構(gòu)或其零部件的運(yùn)行品質(zhì)、安全可靠性以及確定環(huán)境振動條件，必須在各種實(shí)際工況下，對振動系統(tǒng)的各個選定點(diǎn)和選定方向進(jìn)行振動量級的測定，并記錄振動量值同時間變化的關(guān)系（稱為時間歷程）。對周期振動，主要測定振級（位移、速度、加速度或應(yīng)變的幅值或有效值）和振動周期；對瞬態(tài)振動和沖擊，主要測定位移或加速度的*大峰值和響應(yīng)持續(xù)時間;對平穩(wěn)隨機(jī)振動,主要測定力和響應(yīng)的時間歷程的均值和方差等；對非平穩(wěn)隨機(jī)振動，可把時間劃分為許多小段，測定各小段內(nèi)時間歷程的均值和方差，找出它們同時間的關(guān)系，并以此作為振級的度量。

許多機(jī)器的振動速度在很寬頻率范圍內(nèi)幾乎為常數(shù)，所以可用在機(jī)器上選定點(diǎn)測得的振動速度的*大有效值作為機(jī)器振動強(qiáng)烈程度（稱為振動烈度）的指標(biāo)。

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參量測定

為了設(shè)計(jì)和試制新機(jī)器或在改造舊機(jī)器時解決減振問題，以及為了提高振動機(jī)械的效率，必須了解系統(tǒng)的動態(tài)特性參量。動態(tài)特性參量很多，對于線性系統(tǒng)，*常用的為模態(tài)參量，包括各階固有頻率、振型、模態(tài)質(zhì)量或模態(tài)剛度、模態(tài)阻尼比。模態(tài)參量可以換算出物理坐標(biāo)（即幾何坐標(biāo)）中的力學(xué)參量，包括集中質(zhì)量、剛度和阻尼矩陣。

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測定方法

在工程設(shè)計(jì)中，有時只需知道低階（如一、二階）固有頻率、振型以及阻尼系數(shù)，可用簡易方法測定這些參量：

①固有頻率測定

用敲擊或突然卸載使系統(tǒng)產(chǎn)生自由振動,記錄其衰減波形并與儀器中的時標(biāo)信號比較,或?qū)⑿盘柊l(fā)生器產(chǎn)生的固定頻率正弦波和衰減波形輸入射線示波器，由示波器顯示的利薩如圖形求得一、二階固有頻率。如果有激振器或振動臺，則可對系統(tǒng)進(jìn)行步進(jìn)頻率激振或低速掃頻激振以尋找共振頻率，在小阻尼時共振頻率近似等于固有頻率。　

②振型測定????

手持木質(zhì)或鋁質(zhì)探針接觸被測系統(tǒng)各點(diǎn)，由撞擊聲音（或憑手感）測定所有不振動點(diǎn)的位置，即節(jié)線位置。對水平放置的平板型系統(tǒng)，可在平板上撒上砂粒，振動時砂粒將聚集到節(jié)線上，由節(jié)線分布情況即可大致判斷振型。

③阻尼測定

可采用衰減振動法、共振法和相位法。衰減振動法是用記錄儀記錄自由振動的衰減波形，由相鄰?fù)虻膬纱位驍?shù)次的振幅的衰減率算出阻尼值；共振法是由共振時振幅和共振區(qū)頻率帶寬算出阻尼值；相位法是由共振區(qū)相位隨頻率變化關(guān)系算出阻尼值。

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導(dǎo)納方法

機(jī)械導(dǎo)納是系統(tǒng)頻域的特征參量(見機(jī)械阻抗)。大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)的固有頻率多而密集,振型很復(fù)雜，無法用簡易方法測定。然而可以先測試系統(tǒng)對激振力的響應(yīng)，得到機(jī)械導(dǎo)納，再用圖解識別（即機(jī)械導(dǎo)納的幅頻、相頻、實(shí)頻、虛頻或矢端圖等圖形識別）或計(jì)算機(jī)識別來確定模態(tài)參量或物理參量。

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時域識別

直接利用振動的時間歷程來求系統(tǒng)的模態(tài)參量。對自由振動，可以通過自由振動和脈沖響應(yīng)函數(shù)(系統(tǒng)的時域特性參量之一,其傅里葉變換即機(jī)械導(dǎo)納)的關(guān)系直接計(jì)算模態(tài)參量。對受迫振動,可以用數(shù)字時間序列分析方法或其他方法（如隨機(jī)減量法、濾波法等）來計(jì)算模態(tài)參量。時域識別方法的優(yōu)點(diǎn)是能利用運(yùn)行狀態(tài)下機(jī)器的振動信號，適用于不能在實(shí)驗(yàn)室測試的大型結(jié)構(gòu)；缺點(diǎn)是天然振源的激振力往往無法測定和控制，而僅能由響應(yīng)值來識別，故精度較低。

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載荷識別

指分析和確定振源的性質(zhì)（是有規(guī)律的還是隨機(jī)的？是定力還是定運(yùn)動？……）、傳播途徑及振源施加在系統(tǒng)上的載荷譜（即載荷的時間歷程）。載荷識別也叫環(huán)境預(yù)測，它可為分析系統(tǒng)的動力響應(yīng)和振動原因等提供數(shù)據(jù)。大型結(jié)構(gòu)承受的載荷非常復(fù)雜，很難直接測定，但可以通過結(jié)構(gòu)的響應(yīng)信號和系統(tǒng)已知的數(shù)學(xué)模型來反推系統(tǒng)承受的載荷，再根據(jù)各種工況下得出的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和綜合，*終得到載荷譜。振源的性質(zhì)和傳播途徑可以用功率譜分析或相關(guān)分析方法得出。

環(huán)境試驗(yàn)

為了了解產(chǎn)品的耐振壽命和性能指標(biāo)的穩(wěn)定性，錄找可能引起破壞或失效的薄弱環(huán)節(jié)，對系統(tǒng)在模擬實(shí)際環(huán)境的振動、沖擊條件下進(jìn)行的考核試驗(yàn)。定型產(chǎn)品的試驗(yàn)規(guī)范通常已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，新產(chǎn)品要制定合適的試驗(yàn)方法。試驗(yàn)方法分兩大類:①標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn),包括耐預(yù)定頻率試驗(yàn)、耐共振試驗(yàn)、正弦掃描試驗(yàn)、寬帶隨機(jī)振動試驗(yàn)、沖擊試驗(yàn)、聲振試驗(yàn)和運(yùn)輸試驗(yàn)等；②非標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)，包括瞬態(tài)波形振動試驗(yàn)、窄帶隨機(jī)振動試驗(yàn)、隨機(jī)波再現(xiàn)試驗(yàn)、正弦波和隨機(jī)波混合試驗(yàn)等。(見振動環(huán)境試驗(yàn))

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振動試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和分析

試驗(yàn)得到的大量原始數(shù)據(jù)必須經(jīng)過各種處理，才能作為工程設(shè)計(jì)計(jì)算的依據(jù)資料。試驗(yàn)的原始記錄數(shù)據(jù)是參量的時間歷程（位移、速度或加速度等量值同時間的關(guān)系），通過直觀分析可將數(shù)據(jù)分為瞬態(tài)的、周期的、隨機(jī)或非隨機(jī)持續(xù)非周期的三種，進(jìn)而在時域（包括時差域，即自變量為兩信號的時間差）、頻域和幅值域三大域中進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析、相關(guān)分析和譜分析，從而得到表征時間歷程特征的各種函數(shù)。處理方法可分為模擬量處理法和數(shù)字量處理法。前者設(shè)備簡單，但精度較差，處理時間長；后者需將原始記錄的模擬量變換為數(shù)字量后用數(shù)字計(jì)算機(jī)處理，由于精度很高，速度*快，所以隨著各種功能齊全的專用數(shù)據(jù)處理機(jī)（如快速傅里葉分析儀）的出現(xiàn)，數(shù)字量處理法已逐漸取代了模擬量處理法。

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安全防范

這個測試方法會在測試樣辦上產(chǎn)生劇烈的機(jī)械反應(yīng)。因比，測試設(shè)備的護(hù)欄必須足夠牢固和安全。操作者要對潛在的危險保持警惕和自身的安全有足夠的保護(hù)意識。如果測試出現(xiàn)危險情況，馬上停止測試。

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測試樣辦

測試樣辦為實(shí)際用于運(yùn)輸?shù)呢涍\(yùn)箱(實(shí)際填裝的內(nèi)包裝和產(chǎn)品)，可以用次品和不合格產(chǎn)品來測試(但要測試前記錄下次品問題)。模擬樣辦可以用發(fā)展階段的測試，但不可以用在*后的接受性測試。

備注：當(dāng)測試時不能使用實(shí)際產(chǎn)品(例如危險產(chǎn)品)時，可用代用品來測試。

傳感器要能感應(yīng)到樣辦在測試中盡可能小的變更，獲得數(shù)據(jù)。如果有需要觀察測試過程中樣辦產(chǎn)品的變化，可在貨運(yùn)箱的臨界位置開孔。

當(dāng)有足夠的貨運(yùn)箱和產(chǎn)品時，要求測試5次或更多次數(shù)來提高統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的可靠性。

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