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浅谈随机振动试验小结

2024-08-05 10:13:38·  来源：振动试验学习笔记  
　

   随机振动试验在振动试验中使用最广泛，因为其最接近产品使用的真实环境。工程上，存在很多复杂、看起来毫无规律的振动过程，如车辆行驶在凹凸的路面，车刀和刀架在切削过程中产生的振动，海浪对船舶的振动、飞机在天上飞行的振动等，这些振动的时间历程不可能精确重复或预测，只能通过统计的方法进行描述。

 

  采用统计的方法进行描述，人为认定随机振动近似为平稳各态历经的随机振动，涉及到信号处理中的信号采样、傅里叶变换等各种技术和理论，得到PSD谱，提供随机振动试验条件。然后将PSD输入振动控制仪，控制仪通过均衡化等处理，逆傅里叶变换，产生伪随机信号等，将加速度传感器反馈来的响应PSD谱和控制PSD谱进行比较，从而精确地控制振动控制台的随机振动。

 

  对于试验人员来说，没有必要进行深究。个人觉得对于随机振动试验，只要理解以下几点即可。


1 时域和频域的概念


  时域即描述运动规律的时间坐标。频域即描述振动频谱的频率坐标，随机振动波形可以看成由无数正弦波形（一个正弦波形对应一个频率和一个加速度幅值）叠加而成，将这些无数的正弦波形对应的频率和幅值标注在坐标系上即得到频域曲线。


2 PSD的概念

 

 PSD即功率谱密度，表示随机信号的各个频率分量所包含的功率（能量）在频域上的分布情况，是随机振动试验的条件。看到它，知道是随机振动试验的PSD即可，具体PSD怎么得到的，了解一下即可。另外，还需要记住一句话，即“一个随机波形只有一个PSD，一个PSD可以有无数个随机波形和其对应。”


3 通过PSD如何得到有效值（rms值）

 

 有效值可以用来计算PSD对应试验所需的加振力，对应振动试验机的随机有效加振力，防止过载运行。


4 如何设置最大频率、频率分辨率、谱线数、自由度、削波系数等

  

明确概念，了解参数对随机振动试验的影响，设定合适参数值（一般使用默认值即可），保证随机试验正确进行。


5 对应随机振动PSD控制响应谱，出现偏差后的分析

 

 相对来说比较难，需要经验的积累。一般响应谱曲线偏高发生概率比较高，即某频率处出现多余的加速度成分，原因各种各样，比如传感器或传感器线不良、试验体共振、固定松动、振动台内部损伤等等，需要具体问题具体分析。

 

  掌握以上五点，相信对随机振动试验的操作会有一定的帮助，其实主要还是对概念的理解。现将本公众号内浅谈随机振动试验系列文章罗列如下，供大家更系统性地学习。


浅谈随机振动试验1--随机有效推力和正弦推力的关系

浅谈随机振动试验2  随机振动试验4个域描述1

浅谈随机振动试验2--随机振动试验4个域描述2

浅谈随机振动试验3  频谱分析和傅里叶变换概念

浅谈随机振动试验4  PSD怎么来的？

浅谈随机振动试验5  通过PSD如何求rms值1

浅谈随机振动试验5 通过PSD如何求rms值2

浅谈随机振动试验5  通过PSD如何求rms值3

浅谈随机振动试验6  试验中若干参数说明1 均衡化处理

浅谈随机振动试验6  试验中若干参数说明2 采样频率、分析谱线等概念

浅谈随机振动试验6  试验中若干参数说明3 自由度等参数

浅谈随机振动试验6  试验中若干参数说明4 削波系数等

浅谈随机振动试验7  加速度PSD谱如何求位移rms和速度rms

浅谈随机振动试验8  非高斯型平稳随机振动试验介绍


参考资料

1 《振动环境试验》，国防工业出版社，王帅、夏益霖、荣克林 著。

2 《振动、冲击环境与试验》，北京航天航空大学出版社，袁宏杰、姚军、李志强编著。

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