在现场或实验室对振动系统的实物或模型进行的试验。振动系统是受振动源激励的质量弹性系统,如机器、结构或其零部件、生物体等。振动试验是从航空航天部门 发展起来的, 现在已被推广到动力机械、 交通运输、建筑等各个工业部门及环境保护、劳动保护方面,其应用日益广泛。振动试验包括响应测量、动态特性参量测定、载荷识别以及振动环境试验等内容。
响应测量
主要是振级的测量。为了检验机器、结构或其零部件的运行品质、安全可靠性以及确定环境振动条件,必须在各种实际工况下,对振动系统的各个选**和选定方向 进行振动量级的测定,并记录振动量值同时间变化的关系(称为时间历程)。对周期振动,主要测定振级(位移、速度、加速度或应变的幅值或有效值)和振动周 期;对瞬态振动和冲击,主要测定位移或加速度的峰值和响应持续时间;对平稳随机振动,主要测定力和响应的时间历程的均值和方差等;对非平稳随机振动, 可把时间划分为许多小段,测定各小段内时间历程的均值和方差,找出它们同时间的关系,并以此作为振级的度量。
许多机器的振动速度在很宽频率范围内几乎为常数,所以可用在机器上选**测得的振动速度的有效值作为机器振动强烈程度(称为振动烈度)的指标。
参量测定
为了设计和试制新机器或在改造旧机器时解决减振问题,以及为了提高振动机械的效率,必须了解系统的动态特性参量。动态特性参量很多,对于线性系统,常用 的为模态参量,包括各阶固有频率、振型、模态质量或模态刚度、模态阻尼比。模态参量可以换算出物理坐标(即几何坐标)中的力学参量,包括集中质量、刚度和 阻尼矩阵。
测定方法
在工程设计中,有时只需知道低阶(如一、二阶)固有频率、振型以及阻尼系数,可用简易方法测定这些参量:
①固有频率测定 用敲击或突然卸载使系统产生自由振动,记录其衰减波形并与仪器中的时标信号比较,或将信号发生器产生的固定频率正弦波和衰减波形输入射线 示波器,由示波器显示的利萨如图形求得一、二阶固有频率。如果有激振器或振动台,则可对系统进行步进频率激振或低速扫频激振以寻找共振频率,在小阻尼时共 振频率近似等于固有频率。
②振型测定 手持木质或铝质探针接触被测系统各点,由撞击声音(或凭手感)测定所有不振动点的位置,即节线位置。对水平放置的平板型系统,可在平板上撒上砂粒,振动时砂粒将聚集到节线上,由节线分布情况即可大致判断振型。
③阻尼测定 可采用衰减振动法、共振法和相位法。衰减振动法是用记录仪记录自由振动的衰减波形,由相邻同向的两次或数次的振幅的衰减率算出阻尼值;共振法是由共振时振幅和共振区频率带宽算出阻尼值;相位法是由共振区相位随频率变化关系算出阻尼值。
某地铁道床隔振结构及隧道结构振动测试
该项目主要是了解地铁运行过程中道床隔振结构的隔振效果的测试,了解过车时产生的振动对隧道结构产生的影响,下图是我公司技术人员在晚上地铁停运后现场测试和安装传感器的一些照片。
其严苛程度取决于频率范围、振幅值、试验持续时间。随机振动则以模拟产品整体性结构耐震强度评估以及在包装状态下的运送环境,其严苛程度取决于频率范围、GRMS、试验持续时间和轴向
振动测试方法按物理过程可分为机械法、光测法和电测法三类。
机械法。
轨道交通引起的振动测试和评价方法
从振动测试方法而言,GB/T 50355-2018、JGJ/T 170-2009和DB31/T470-2009都比较类似,都是测量上下行5次列车通过时的加速度级,然后进行评价。但GB/T 50355-2018不但给出了振动加速度总的振动限值,GB/T 50355-2018还给出了1~80Hz中20个1/3倍频程的振动限值;JGJ/T 170-2009则给出了4~200Hz中18个1/3倍频程的振动限值;而DB 31/T470-2009仅给出了总的振动限值,但未明确振动采用的计权方式,从该标准引用的标准和仪器要求来推测,其频率计权为环境振动计权。
人体不同的均会有一个共振频率,当外界振动频率接近或等同固有频率时,将发生共振,小则影响人体舒适性,大则对人体健康产生影响。特别是如果人体长时间处于这种振动下,将产生较为严重的危害。同时低频振动不像噪声一样那么引起人们的注意,因此其潜在的危害较大。
由于的多样性,各个的共振频率均不完全一样,因此振动的计权要远比噪声的计权多样
对于有动力设备的厂房,结构振动往往不能完全避免,故如何将振动的影响控制在结构安全的范围之内,控制在不影响厂房内敏感设备和操作人员正常运行的范围之内,解决振动问题就成了厂房结构设计中的关键。
由于设备振动的不确定性和复杂性、结构计算分析模型的误差以及与实际情况的差异,使得所谓“的振动分析”很难有效的控制结构的振动性能。较有效的减振措施是概念设计而不是计算,所以结构方案和布置显得尤为重要。
由结构的自振频率计算公式看,结构的自振频率主要取决于结构的刚度,而结构的刚度又取决于结构的布置方案。故先我们应从结构布置方案上采取措施,从布置上减轻设备振动对结构可能产生的不利影响。
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