振动

2024-04-07

振动(共10篇)

篇1:振动

1.前言

振动轮是振动压路机的关键部件,直接影响压路机的性能和可靠性,在振动轮内部的振动轴承起着至关重要的作用,因此,本人就振动轴承润滑问题提出一些建议,与大家一起共勉。

2.振动轴承的润滑方式

2.1刮油式

依靠振动轮的旋转,封口板附着粘稠的润滑油,顺着封口板流下,落到轴承座和振动轴承上,从而润滑轴承和冷却轴承。但存在一个问题——在轴承座和轴承左侧形成一个封闭的腔,不能更换油液,而且在轴承的左端上方的滚动体不易形成油膜,这样会缩短轴承的寿命。因此这种结构适宜于吨位比较小和承受载荷较小的振动压路机。

2.2刮板润滑式

该润滑是在封口板上焊接几组直板和角钢,使之形成一个漏斗状的腔,这样依靠振动轮转动,封口板可以带较多的润滑油,然后从“漏斗腔”的底端流到轴承座和轴承上,使轴承得到润滑和冷却。该润滑方式解决了仅仅依靠封口板自身附着油量少的问题。

2.3油道润滑式

该润滑是在安装轴承的轴承座增加合理的环形油道,该油道正好与轴承的环形油槽配合,能够使润滑油进出,这样在润滑油的流入流出,使轴承得到润滑,并带走轴承工作所产生的热量和产生的污染,使得轴承永远处在新鲜的“血液”当中,延长了轴承的寿命,提高了轴承的可靠性,适宜于大吨位和载荷较大的振动压路机,

2.4油浴润滑式

设计振动轮时选用较大的轴承,使轴承的最低滚动体的一半或全部浸入润滑油里,这样能够很好地润滑轴承,冷却轴承,但在设计过程中往往因为结构所限不采用该结构,甚至因为采用该结构会增大工艺难度和成本。

2.5喷油或循环润滑式

设计振动轮时增加一个供油泵,增加回油孔和会油槽,装置动力源,定时地喷油,循环往复,能很好地润滑轴承、冷却轴承,但该方式结构复杂、成本高,不宜采用。

2.6油脂润滑式

设计振动轮时选用密闭免维护轴承,这需要高素质的装配、高质量的轴承以及高质量的润滑脂做后盾。但这也存在不足,在润滑脂的失效后要重新拆装振动轮——更换轴承或添加润滑脂,不如更换齿轮油方便。

3.结论

综合以上几种润滑方式,可以看出,单纯从一个方面着手润滑总是不尽人意,如果结合2.2和2.3刮板形成的漏斗腔与油道正好配合,在上方可以进油,转到下方即可放油,由于刮板带的油量大,油道能循环润滑油,这样,就足以满足轴承润滑,延长了轴承的寿命,而几乎没有增加成本,却使可靠性得到了很大的提高。

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篇2:振动

基于振动传递特性的振动环境试验响应预测

介绍振动传递特性的概念,通过低量级随机激励下的振动环境试验,建立复杂结构的随机激励和随机响应试验结果的快速运行模型,利用该模型可以快速地计算结构在高量级随机激励下的响应以达到预测结构响应的目的.通过一个实际模型的.随机振动环境试验实例和分析,证明了该方法的可行性和有效性.

作 者:朱长春 王懋礼 曾启铭  作者单位:中国工程物理研究院结构力学研究所,四川,绵阳,621900 刊 名:西南交通大学学报  ISTIC EI PKU英文刊名:JOURNAL OF SOUTHWEST JIAOTONG UNIVERSITY 年,卷(期): 37(z1) 分类号:O32 关键词:随机振动   振动环境试验   响应预测   建模  

篇3:振动

一、不平衡故障实例分析

某厂排风机, 机组参数:电机型号Y250M-4, 电机功率55kW, 电机转速1 480r/min, 风机型号B4-72-14, 风机风量50 800m3/h, 风机压力1 657Pa。电机和风机之间用联轴器连接。

2009年6月发现此风机振动异常, 运行电流有所升高, 于是对此风机利用HY-106型振动检测仪对其振动信号进行采集。全部测点都分布在滚动轴承处, 因为设备转速不高, 选择振动速度为检测参数, 检测发现电机与风机联结处的振动信号异常, 图1为故障振动时电机和风机前轴承水平方向的时域图形与频谱图。

根据检测标准ISO2372, 从振动幅值看, 风机虽然安装在弹性基础上, 但经检测各测点水平方向和垂直方向振动值均属超标, 电机转速为1 480r/min, 基频为24.67Hz, 故障时基频振动幅值将近平时的两倍, 低于或高于基频的振动值都很小, 同时可见时域波形接近正弦波。这些都为不平衡故障典型特征, 据此可以判断风机存在不平衡现象。立即停车检修, 发现风机风叶严重积灰, 经清理风机积灰后, 风机振动异常信号明显消除。

二、不对中故障实例分析

2008年12月10日, 维护人员在例行检查时发现风机振动异常, 尤其在联轴器附近较明显, 利用HY-106型振动检测仪对风机联轴器附近的轴承进行振动信息提取, 得到时域波形和频谱图 (图2) 。

从图2可看出, 风机时域波形开始变得畸形, 峰值处出现凹陷, 并且频谱中二倍频幅值出现增长, 约为8μm, 风机有不对中的情况出现。2008年12月17日, 风机振动加剧, 此时测得风机的时域波形和频谱图见图3, 波形严重畸形, 产生双峰, 频谱变成以二倍频为主, 峰值达12.355μm。

随后对风机进行停机检修处理, 测量联轴器发现不对中量达0.254mm。于是对其进行找正处理, 后重新开机运行, 检测发现谱图二倍频处的幅值已明显变小, 机组运行平稳。

参考文献

篇4:振动

摘要:国内外有研究表明,全身振动训练法(WBV)对增加皮肤血流量( SBF)有影响 。但特定频率振动或不同振动持续时间对皮肤血流量的影响相关研究并不清楚,本研究目的:探讨不同振动频率下,前臂血流量变化是否存在差异,不同振动持续时间对皮肤血流量的影响变化。方法:选取22名普通高校学校生随机分入两组分别为30 Hz组与50 Hz组,每名受试者前臂被动振动10 min,观察振动期间及振动后恢复阶段10 min皮肤血流量变化情况。结果:1)30 Hz组和50 Hz组在振动训练开始的前4 min内前臂皮肤血流量均有显著性变化(P<0.05)。2)30 Hz组和50 Hz组SBF均在振动训练开始后5 min达到峰值,在振动的5~10 min中,两组皮肤血流量均保持较高值。3)在恢复期,30 Hz组皮肤血流量低于初始基线值,而50 Hz组皮肤血流量保持高于初始基线值。结论:30 Hz组与50 Hz组皮肤血流量在5 min内均有显著性升高,50 Hz组升高更加明显,并且在振动结束后恢复阶段血管收缩速度减慢,皮肤血流量加速现象保持持久,50 Hz振动可能对于加强训练者循环功能有更好的作用。

关键词:振动训练;频率;皮肤血流量

中图分类号:G804.2文献标识码:A文章编号:1007-3612(2008)07-0929-03

全身振动训练法(WBV)作为一种新兴的训练方法正被越来越广泛的运用。全身振动训练法是通过对人体全身或局部施加低频振动的方法激活肌梭特别是初级Ia传入神经纤维兴奋性反射性引起梭外肌纤维收缩在肌肉主动收缩的前提下,最大限度募集运动神经单位活动。全身振动训练法是一种动态的训练方法,能以相对较小的负荷达到训练的效果。国内外近十年有许多学者从不同角度对振动训练法进行了研究,研究方向主要包括训练振动对肌肉力量和爆发力、纵跳高度、代谢变化、激素水平和身体成分等。除了研究健康和运动人群以外,振动训练目前还应用在多发性硬化症,帕金森氏等疾病康复领域。

目前国内外关于全身振动训练法对于循环系统的研究比较少,仅有少数对血压及心率变化的报道,而全身振动训练法对皮肤血流量影响的文章寥寥可数。目前还不清楚全身振动训练法对皮肤血流量变化的影响机理,特定频率振动或不同振动持续时间对皮肤血流量的影响情况也不清楚,本研究通过实验的方法测定振动10 min以及恢复期15 min30 Hz与50 Hz频率受试者前臂皮肤血流量的变化影响,了解振动训练频率与持续时间与皮肤血流量变化的关系,并进一步探讨导致不同频率振动训练导致皮肤血流量变化可能性机制。

1研究对象与方法

1.1研究对象

本研究选取22名普通高校健康学生志愿者,包括男性受试者13名,平均年龄(20.4±2.6)岁女性受试者9名,平均年龄(20.1±1.9)岁,通过问卷调查的方式要求参与实验的受试者无中枢神经问题,无参与神经肌肉类治疗,无心血管等慢性疾病,所有受试者均自愿参与本次研究。

1.2研究方法

1.2.1实验法把受试者随机均分入两组,30 Hz振动训练试验组与50 Hz振动训练试验组。

1.2.2测试方法

1.2.2.1振动训练试验采用Power Plate pro5 HP(Best Alliance Trading Co.Ltd)进行振动训练,该训练仪可以进行30~60 Hz的振动训练,本实验选择高频50 Hz与低频30 Hz分别对受试者前臂进行10 min振动训练,每一分钟结束后振动停止10 s进行皮肤血流量测定。选择10 s振动间歇进行测试是因为多普勒激光仪是根据光纤光学原理对皮肤血流量进行测定,无法在振动期对皮肤血流量进行准确测定。为了防止实验过程中测试部位重量导致X、Y、Z轴的振动位置偏离或测试部位放置于振动板不同部位影响实验结果。首先使用加速感应器进行了振动试验的预实验,使用5~90 kg重物在振动板上进行振动试验,通过加速感应器记录振动过程中重物的位移情况,结果发现在X、Y、Z轴上重物振动范围很小,30 Hz实验(偏离度:X=1.1%, Y=1.5% Z=1.3%),50 Hz实验(偏离度:X=1.8%, Y=1.4% Z=2.7%),重物放置在振动板不同位置实验发现,30 Hz实验(偏离度:X=1.6%, Y=1.3% Z=0.8%),50 Hz实验(偏离度:X=1.7%,Y=1.4% Z=0.5%)。预实验证明测试部位重量与放置位置对实验过程不会造成影响。

1.2.2.2皮肤血流量测试采用激光多普勒血流图像仪进行所有血流量的测试。试验前30 min对图像仪预热,对感应器与放大器进行相关调试校正。由于人体上肢组织的个体差异可能会影响到测试结果,通过预实验我们将测试位置选定在距离肘横纹2.5 cm,肘内测距离尺骨3.5 cm处,每个受试者在该位置进行无创伤标记。

1.2.3测试过程22名受试者被随机均分入两组,实验前两小时内要求不得进食,受试者要求身着轻松舒适的服装,测试房间温度22~25℃,每名测试者测试前休息10 min,测试时站立于振动仪前右前臂置于振动仪上,手掌向下,肘曲大概120°。

实验组分为30 Hz组与50 Hz组,两组受试者分别进行10 min振动训练,频率30 Hz与50 Hz,在每一分钟间隔10 s,使用激光多普勒血流图像仪测试血流量,振动结束后测试恢复期15 min内血流量变化。

1.2.4数据处理以测试第一分钟平均血流量作为基线值,每分钟测得数据均转化为对基线值百分比进行比较,所有数据均以“均数±标准差"表示。统计分析使用SPSS for windows12.0版统计分析软件完成,组间两两比较使用双因素方差分析,使用独立方差T检验比较性别间血流量变化差异,显著性差异水平P<0.05。

2结果

2.1振动期各时间阶段血流量通过了解不同频率振动训练训练期间血流量的变化情况对比,可以发现振动训练对于人体血流量变化影响的时间变化规律,对比不同频率对血流量影响的效果,有助于不同项目运动项目专项化训练及不同康复计划的制订与监控。

实验结果发现在振动训练期间及恢复期间,虽然50 Hz组皮肤血流量增幅明显大于30 Hz组,但两组之间血流量并无统计学差异(P>0.05)。在振动训练的第2和3 min,30 Hz组的血流量分别是基线值的206%和218%,50 Hz组为基线值的323%和445%。

振动训练的第4 min,30 Hz组与50 Hz组相对于基线值均有显著性增加30 Hz组为256%,50 Hz为428%(P=0.03)。从第4 min持续到第10 min训练结束,皮肤血流量均保持显著性增加(P<0.05)。皮肤血流量在训练第5 min达到峰值,30 Hz组为392%,50 Hz组为539%。两实验组血流量的第二次峰值出现在第8 min。在训练的第9~10 min,皮肤血流量显著性下降(P<0.01)(表2)。

2.2恢复期各时间阶段血流量在以往的研究中,尚无对于不同频率振动下恢复不同时间阶段血流量的研究,而了解恢复阶段不同时间阶段血流量的变化阶段有利于更清楚的了解频率对于血流量变化的影响关系以及振动训练时间强度的监控都有指导作用。

在振动训练结束后的恢复阶段,30 Hz组血流量在第8 min恢复到基线值,从第9 min后血流量开始低于基线值,并在15 min时达到最低点78%。而50 Hz组在恢复阶段的15 min内始终保持高于基线值。恢复阶段测试结束的第15 min为135%。

3分析与讨论

振动训练能激活肌肉的本体感受器,反射的引起不随意收缩的肌肉产生收缩,在电生理学上把这种反射定义为张力性振动反射。

在国际上目前被广泛运用于神经生理学与电生理治疗当中,国外学者利用肌电图对外周神经冲动进行研究,发现在适宜的振动频率下,神经冲动的发放频率加快同步性增强,肌肉出现共振现象,附加振动组的肌点活性平均比对照组高25%左右。在柔韧性反应研究方面振动训练可以提高痛觉阈,肌肉激活,本体感受器兴奋,肌肉温度及血流加速提高柔韧性素质。在国外的研究中,还有的学者通过振动实验反县可以振动训练可以有效的改善平衡控制能力和预防跌倒的风险。在康复医疗领域发现对偏瘫患者的康复具有比较好的效果,并且可以通过振动训练改进中老年妇女骨质疏松和骨矿结构。而对于代谢系统,从最大摄氧量、血流量、体成分、内分泌等领域的研究发现,振动训练对于提高最大摄氧量的值、增加血液循环,提高睾酮水平等均有一定效果,而国内的研究主要集中在振动训练法对于力量训练的训练效果行,而对于其它相关领域的研究还非常少。

振动训练主要受振动强度、振动频率、振动方向等因素的影响,在实际训练中,要注意振动强度的控制,加速度太小,对人体影响效果不明显,而振动时间过长会导致人体不适应反应产生。一般以50 Hz作为界定高频与低频的界限,50 Hz以上的振动,大部分振动能量以波的形式通过组织传播,而60 Hz以上的振动,会引起眼球共振,人体会出现神经失调,内分泌紊乱等症状。所以在设置振动训练计划时需要充分考虑到影响到振动训练结果的限制性因素。

根据文献报道,在以往的振动试验研究中,有学者发现高频对血流速度和肌力都有负面作用,低频对肌力量有增加作用,振动训练后,可以提高大小腿血流量显著性提高,平均血流速增加,阻力因素明显减小。本实验结果发现30 Hz与50 Hz振动训练均可以显著改变前臂血流量,与文献报道结果相符合。在振动训练过程中,30 Hz与50 Hz训练对与血流量的影响没有显著性差异,说明不同频率的振动训练均可作为提高血流量的运动方式。从运动医学角度,通过改善局部受伤的部位的血液循环状况可以促进由神经系统损伤导致的循环系统障碍溃疡症状的恢复。本次研究发现了振动训练对于血流量影响的变化规律,在振动训练开始的前5 min,血流量有显著性变化并在第5 min到达峰值,在5~10 min的过程中,血流量持续保持高于基线值,但始终没有超过5 min的峰值,说明5 min的振动训练可以引起最大限度的血流量变化。长期振动训练对于血流量变化的影响目前还不清楚,可以在今后的研究中继续探讨。

目前有许多促进血流量的运动康复方式,但都有其不同的弱点,如热疗可能会导致皮肤烫伤,药物疗法会有副作用,许多人无法进行日常的运动训练。振动训练法具有适用人群范围广,训练方式简便等特点。参与实验的所有受试者在实验过程中均没有任何不适的症状。而且本次实验发现仅需要5 min的振动训练,血流量的改变即可达到峰值,适合于很多没有时间专门进行体育锻炼人群进行健身活动。

4结论

30 Hz与50 Hz振动训练均可以显著性提高皮肤血流量,振动训练的效果至少可以持续9 min以内。30 Hz与50 Hz振动训练对血流量变化影响无显著性差异,但50 Hz振动训练对血流量影响速度更快。在恢复阶段15 min内,50 Hz血流量始终高于基线者,而30 Hz在恢复阶段很快就下降到基线值以下,说明50 Hz的振动训练对于提高训练者的血流量可能更为持久有效。振动训练法可能是一种较好的促进局部血液循环,提高血流量的康复手段。振动训练法对于循环系统如最大摄氧量,体成分,内分泌等方便的研究有待进一步开展。

参考文献:

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篇5:通用振动标准

按轴承振幅的评定标准

1969年国际电工委员会(IEC)推荐了汽轮发电机组的振动标准,如表1所示(峰-峰值,μm)。原水电部规定的评定汽轮发电机组等级与IEC标准基本相符,如表2所示(峰-峰值)。

表1 IEC振动标准

转速(r/min)1000 1500 1800 3000 3600 6000 12000

在轴承上测量 75 50 42 25 21 12 6

在轴上测量 150 100 84 50 42 25 1

2表2 振动标准

转速(r/min)优 良 合格

1500 30 50 70

3000 20 30 50

按轴承振动烈度的评定标准

国际标准化组织ISO曾颁布了一系列振动标准,作为机器质量评定的依据。现将有关标准介绍如下:

⑴ ISO2372/1:

该标准于1974年正式颁布,适用于工作转速为600~12000r/min,在轴承盖上振动频率在10~1000Hz范围内的机器振动烈度的等级评定。它将机器分成四类:

Ⅰ类为固定的小机器或固定在整机上的小电机,功率小于15KW。

Ⅱ类为没有专用基础的中型机器,功率为15~75KW。刚性安装在专用基础上功率小于300KW的机器。

Ⅲ类为刚性或重型基础上的大型旋转机械,如透平发电机组。

Ⅳ类为轻型结构基础上的大型旋转机械,如透平发电机组。

每类机器都有A,B,C,D四个品质级。各类机器同样的品质级所对应的振动烈度范围是有些差别的,见表3。四个品质段的含意如下:

表3 ISO2372推荐的各类机器的振动评定标准

振动烈度分级范围 各类机器的级别

振动烈度(mm/s)分贝(db)Ⅰ类 Ⅱ类 Ⅲ类 Ⅳ类

0.18-0.28 85-89 A A A A

0.28-0.45 89-93 A A A A

0.45-0.71 93-97 A A A A

0.71-1.12 97-101 B A A A

1.12-1.8 101-105 B B A A

1.8-2.8 105-109 C B B A

2.8-4.5 109-113 C C B B

4.5-7.1 113-117 D C C B

7.1-11.2 117-121 D D C C

11.2-18 121-125 D D D C

18-28 125-129 D D D D

28-45 129-133 D D D D

45-71 133-139 D D D D

A级:优良,振动在良好限值以下,认为振动状态良好。

B级:合格,振动在良好限值和报警值之间,认为机组振动状态是可接受的(合格),可长期运行。

C级:尚合格,振动在报警限值和停机限值之间,机组可短期运行,但必须加强监测并采取措施。

D级:不合格,振动超过停机限值,应立即停机。

振动烈度是以人们可感觉的门槛值0.071mm/s为起点,到71mm/s的范围内分为15个量级,相邻两个烈度量级的比约为1.6,即相差4分贝。

⑵ ISO3945:

该标准为大型旋转机械的机械振动—现场振动烈度的测量和评定。在规定评定准则时,考虑

了机器的性能,机器振动引起的应力和安全运行需要,同时也考虑了机器振动对人的影响和对周围环境的影响以及测量仪表的特性因素。

显然,在机器表面测得的机械振动,并不是在任何情况下都能代表关键零部件的实际振动应力、运动状态或机器传递给周围结构的振动力。在有特殊要求时,应测量其它参数。表4给出了功率大于300KW、转速为600~12000转/分大型旋转机械的振动烈度的评定等级。

注:参考值10-5mm/s。

表4 ISO3945评定等级

振动烈度 支持类型

振动烈度(mm/s)分贝(db)刚性支承 挠性支承

0.46-0.71 93-97 良好 良好

0.71-1.12 97-101 良好 良好

1.12-1.8 101-105 良好 良好

1.8-2.8 105-109 满意 良好

2.8-4.6 109-113 满意 满意

4.6-7.1 113-117 不满意 满意

7.1-11.2 117-121 不满意 不满意

11.2-18 121-125 不允许 不满意

18-28 125-129 不允许 不允许

28-45 129-139 不允许 不允许

该标准所规定的振动烈度评定等级决定于机器系统的支承状态,它分为刚性支承和挠性支承两大类,相当于ISO2372中的Ⅲ与Ⅳ类。对于挠性支承,机器—支承系统的基本固有频率低于它的工作频率,而对于刚性支承,机器—支承系统的基本固有频率高于它的工作频率。

按轴振幅的评定标准

ISO7919/1《转轴振动的测量评定—第一部分总则》于1986年正式颁布。ISO/DIS79110-

2《旋转机器轴振动的测量与评定—第二部分:大型汽轮发电机组应用指南》于1987年制订,它规定了50MW以上汽轮发电机组轴振动的限值,见表5和表6,分别适用于轴的相对振动与轴的绝对振动。

表中级段A,B,C的意义与前述相同。轴振动的测量应用电涡流传感器。

表5 汽轮机发电机组轴相对振动的限值(位移峰-峰值,单位μm)

极段 转速(r/min)

1500 1800 3000 3600

A 100 90 80 75

B 200 185 165 150

C 300 290 260 240

表6 汽轮机发电机组轴绝对振动的限值(位移峰-峰值,单位μm)

极段 转速(r/min)

1500 1800 3000 3600

A 120 110 100 900

B 240 220 200 180

C 385 350 300 290

有关轴承座与轴振动评定标准的几点说明:

⑴ 根据ISO2372及7919的规定,有以下两个准则应注意

准则一:在额定转速下整个负荷范围内的稳定工况下运行时,各轴承座和轴振动不超过某个规定的限值。

准则二:若轴承座振动或轴振动的幅值合格,但变化量超过报警限值的25%,不论是振动变大或者变小都要报警。因振动变化大意味着机组可能有故障,特别是振动变化较大、变化较快的情况下更应注意。

⑵ 根据我国情况,功率在50MW以下的机组一般只测量轴承座振动,不要求测量轴振动。功率在200MW以上的机组要求同时测量轴承座振动和轴振动。功率大于50MW、小于200MW的机组,要求测量轴承座振动,而在有条件情况下或在新机组启动及对机组故障分析时,则测量轴振动。

⑶ 轴承座振动与轴振动之间一般不存在一种固定的比例关系。这是因为两者振动与很多因素有关,如油膜参数,轴承座刚度,基础刚度等,一般可根据统计资料给出一个比例的变化

范围。根据ISO资料,机组轴振动与轴承座振动的比例一般为2~6。

德国工程师协会1981年颁布了《透平机组转轴振动测量及评价》,简称VDI—2059,将机组振动状态分为良好、报警、停机三个等级,分别采用三个公式计算,转化后得到的轴相对振动如表7所示。

表7 VDI-2059汽轮发电机组轴相对振动的限值(位移峰-峰值,单位μm)

转速(r/min)

1500 1800 3000 3600

良好 124 113 88 80

报警 232 212 164 150

篇6:煤矿安全与振动监测

煤矿安全与振动监测

近年来,我国煤矿灾害时有发生,虽然煤矿瓦斯含量的监测已很普遍,但进行振动监测者则极少.其实,煤矿的主要灾害诸如瓦斯爆炸、水患、矿震,都与煤岩体的.破裂有关,破裂则必然产生振动,因此,监测并研究矿山的种种振动事件是研究和预防矿山灾害的重要途径.阐述了振动监测在煤矿安全中的重要性,简略介绍了这方面的某些研究结果以及一些监测研究方法.

作 者:陆其鹄 LU Qi-hu 作者单位:中国地球物理学会地球物理技术委员会,北京,100081刊 名:科技导报 ISTIC PKU英文刊名:SCIENCE & TECHNOLOGY REVIEW年,卷(期):200624(8)分类号:X8关键词:振动监测 煤矿安全 矿山灾害

篇7:振动试验的控制策略

摘要:振动试验的试验控制策略的制订可以贯彻试验效果的取向.本文为振动试验方法标准的`使用者提供了制订振动试验控制策略的技术要素和背景资料.作 者:卢兆明 王沈敏 史晓雯 LU Zhao-ming WANG Shen-min SHI Xiao-wen 作者单位:卢兆明,王沈敏,LU Zhao-ming,WANG Shen-min(上海市质量监督检验技术研究院)

史晓雯,SHI Xiao-wen(上海工业自动化仪表研究院)

篇8:振动

1闸门的振动机理

引起闸门振动的原因是多方面的, 情况较为复杂。而根据专家们提出的理论认为, 导致振动出现的主要原因是动水作用的不均衡, 从闸门与动水互相接触的那一刻开始, 振动现象则随之出现[1,2]。

闸门结构面对各种形式的作用力, 其出现的振动特点也是不一样的[1]。很多情况下, 闸门的作用力指的都是其结构的外力, 也存在着另外一种情况, 就是闸门自身的结构或与附近质的运动保持相互作用。当闸门受到多种作用力时则将对闸门系统做功, 而输入能量对阻尼耗能填补后能够使得系统出现持续性的振动[3]。

在流激振动方面进行分析研究, 世界各国建筑专家及设计师们将流激振动分为3种:

(1) 外部诱发振动 (微幅随机振动) 。这种振动的引起因素是因为水流自身存在着很大的波动性, 导致脉动压力的出现而引起振动。

(2) 稳定性差导致的振动。这种振动是由于水流的不稳定性及反馈机制共同形成了外力的作用而造成的, 这些和振动内部结构有着十分密切的关系, 不稳定反馈机制涉及到流体动力学中的流体共振或物体共振。

(3) 运动诱发振动 (自激振动) 。这种振动的引起因素是闸门自身结构的诱发力, 它与物体共振反馈的不稳定振动之间不存在准确地区分, 此种振动随着结构运动消失而消失。

2 闸门振动振源情况与处理方式

要想避免振动的发生, 就需要对造成振动的原因进行准确的分析, 这样才能找出合适的处理措施[2]。根据水力条件的各种情况可以把振源分成以下几个因素:

(1) 弧形闸门止水漏水因素。这类发生在止水上的脉动压力会使得止水发生振动, 当漏水量过大时使得闸门顶止水射出的水流不断拍打门叶背后的梁格, 最后引起闸门的振动。针对这些情况应该对工程进行改进优化, 以确保止水具备良好的密封性。对止水位置、材料、尺寸进行合理的规划安排, 促进止水与止水座板的紧密接触, 以防止闸门在漏水停止后出现振动。

(2) 波浪冲击闸门因素。当闸前水位接近胸墙周围时, 其上游具备较大风浪作用时会在胸墙底部和弧门露出水面部分范围内造成封闭气囊, 空气受到压缩, 导致很大的气囊冲击压力, 对弧门的安全造成冲击, 在这种冲击作用下引起了振动。为避免这一情况的出现, 应该在闸门上游装置防浪栅、浪排, 以防止波浪给闸门造成较大作用。对胸墙底部装置通气管时能够在正常泄流时发挥出较好的作用, 能够有效避免闸门出现振动[3]。

(3) 平面闸门的底缘型式因素。根据实践经验得出, 在平面闸门中使用水平底缘常常出现水力条件达不到要求的问题, 这就不断增加了闸门启闭的难度, 尤其是在造成起动水脉动压力出现后出现空蚀, 以上现象都是闸门出现振动的关键因素。可采取以下措施进行防止:闸门底缘的设计需要注重刀刃形底缘及挑出的角度, 最佳情况是将闸门底缘上游倾角、下游倾角分别控制在45°、30°以上, 这样才能保证泄流时底缘流线的有效进行且阻碍闸门振动的发生;时刻保持闸门开度大于底部主梁宽度, 以此来防止形成小开度的强振区。

(4) 平面闸门门槽空蚀因素。平面闸门是十分常见的门型, 在高速水流通过闸孔时, 由于门槽段的边界出现变化而导致局部压力降低后出现了空穴现象, 以致于形成空蚀破坏的问题。在这期间出现空蚀时则会造成闸门发生激烈的振动, 影响到了闸门的安全运行。在遇到不科学的槽型式时需要根据详细的标准进行调整。

(5) 闸后淹没水流引起振动因素。闸门在一定开度下泄流过程中造成的流水情况常常会不定期地给闸门造成影响, 而闸门在水流强烈的脉动压力下很容易出现振动现象, 这类振动主要是随机荷载下出现的振动, 具有强迫性[4]。这就需要操作在运行时学会改变运行条件, 避免闸门受到淹没水跃的影响, 尽可能保持闸后水流处于良好的状态, 这就从根本上控制了低振动的发生。在防止淹没水跃时, 则需要增加闸门悬吊结构及支承结构的刚度。

参考文献

[1]潘锦江.闸门振动问题探讨[J].水利水电科技进展, 2001, 21 (6) :21-39.

[2]严根华.水动力荷载与闸门振动[J].水利水运工程学报, 2001 (2) :10-15.

[3]周峰, 侍克斌, 马亮, 等.胜利水库平面钢闸门水压加重结构的应用[J].南北水调与水利科技, 2009 (5) :55-56, 72.

篇9:振动试验技术综述

关键词:随机振动 试验技术 振动控制

中图分类号:TH13 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)08(a)-0042-02

振动试验是在实验室条件下产生一个人工可控的振动环境,该环境模拟产品生命周期(制造/维修、运输、工作、其它)内的使用振动环境,使产品经受与实际使用过程的振动环境相同或相似的振动激励作用,考核产品在预期使用过程的振动环境作用下,能否达到设计所规定的各项技术要求,同时也是考核产品结构强度和可靠性的一个主要试验方法。因此,振动试验是产品可靠性试验的重要组成部分。

1 正弦振动试验

1.1 正弦振动试验原理

振动变量是正弦函数形式的一种振动试验。

1.2 正弦振动试验方法

常用的正弦振动试验分为:定频振动和扫频振动。

定频振动是指频率一定,振动加速度(或幅值)、试验时间可变的正弦振动试验。

扫频振动即正弦扫描,指按规定振动量的正弦波,在试验频率范围内,以某种规律连续改变振动频率以激励被试件。扫描时频率变化率称为扫描速率,扫描形式分为线性扫描和对数扫频两种。[1]

1.3 正弦振动试验的峰值加速度要求

(1)振动环境:保证在规定频率范围内,控制传感器上的正弦峰值加速度偏差不大于规定值的±10%。

(2)振动测量:保证在试验频率范围内,振动测量系统提供传感器安装面上的正弦峰值测量数据,其偏差在振动量值的±5%之内。

(3)均方根加速度值:正弦振动均方根加速度等于0.707倍的峰值加速度。

2 随机振动试验

2.1 随机振动定义

振动变量是一种随机变化的振动试验,在任意给定时刻,其瞬时值都不能精确预知。因此,随机振动用统计的方法来进行描述,采用频率域统计描述,即用功率谱密度函数来描述随机信号在频率域的统计特性。[2]

3 随机振动试验技术

3.1 试验允差

随机振动规定了加速度谱密度、频率测量、横向加速度允差要求。

3.1.1 加速度谱密度

文献[3]规定在任何情况下,控制传感器上的加速度谱密度的允差应不超过±3 dB,500 Hz以上可以放宽到-6~+3 dB,但是超过允差的累积带宽应限制在整个试验频率带宽的5%以内。

文献[4]规定500 Hz以下允差控制在-1.5~3 dB,500~2000 Hz不大于±3 dB,最大100 Hz累积带宽之内,偏离允许达到±6 dB。

3.1.2 频率测量

在试验频率范围内,振动测量系统提供传感器安装面上频率测量偏差应在±1.25%内。对于频率不大于25 Hz,分析带宽应小于等于2.5 Hz;对于频率大于25 Hz,分析带宽应不大于5 Hz。

3.1.3 横向加速度

在任何频率上,相互正交并与试验驱动轴正交的两个轴上的振动加速度应不大于试验轴上的加速度的0.45倍(或加速度谱密度的0.2倍)。

3.2 振动试验控制

在试验室振动试验中,试件一般通过适当的试验夹具安装在振动台,试验夹具与振动台的组合用于模拟预期使用过程中平台产生的振动环境,大多数情况下,振动使用条件所对应的振动控制点选择在试件与试验夹具的连接界面上,其代表了预期使用过程中平台对装备的振动环境激励。在理想状态情况下,即试件相对与振动台和试验夹具可以近似作为刚体处理,如果在试件与试验夹具连接界面的振动响应将与预期使用过程一致,可以认为试件经受了符合预期使用过程的振动环境考核。

当试件的尺寸和重量较大,或固有频率较低时,由于试件与振动台、试验夹具的动力耦合(共振或反共振)作用,试验时振动环境的模拟结果往往偏离理想的试验条件。这样即使在试件与试验夹具连接界面的振动控制点达到了规定的振动加速度试验条件,试件上的振动响应也会与预期使用过程中装备上的振动响应不一致,从而导致试件的过试验或欠试验。因此,在实验室振动环境试验中,需要采取适当的控制方法,以改善试件的过试验或欠试验,使得试验结果更接近预期试验情况。

振动试验控制方法可分为四种:加速度输入控制、力限控制、加速度限控制和加速度响应控制以及开环波形控制法。[3]

表1列举了几种控制方法的对比及说明。

4 振动夹具设计

4.1 振动夹具设计要求

一个好的振动夹具,它必须具有较好的综合性能,包括结构、加工工艺性、动态传递特性等多方面考虑。因此,振动夹具设计过程时,应考虑以下因素[1]。

(1)振动夹具能够最大限度地模拟产品的真实安装方式,既能方便地与振动台面连接,也能方便地与试件连接。

(2)尽量做到夹具与试件的组合中心到振动台面最短距离要求,并且与振动台面同轴。

(3)材料应选用比刚度大、阻尼大的材料,如:铝镁合金。

(4)结构优选选用对称封闭形,如立方体、盒型、半球形和锥形等。夹具与振动台面连接的固定点要求圆周对称分布,同一个平面最少均布4个孔,孔的形状做成埋头带台肩的样式。平底埋头孔的深度大约为螺杆直径的1.5~2倍,未被扩孔的部分不得小于15 mm,以保證夹具连接处有足够的强度,避免螺栓的高频共振。

(5)夹具的结构设计时要设计传感器的安装位置,传感器安装位置要求有足够的刚度,并靠近夹具的固定点。

(6)在整个试验频段内,夹具的频率响应特性应尽量平坦,其一阶固有频率应高于试验最高频率。如果,不能高于试验最高频率,则要求不能低于某个频率值,并且在高于这个频率时允许共振,但要限定放大因子及3 dB带宽。

(7)振动夹具的横向振动应尽量小,要求不大于轴向振动的30%。

4.2 振动夹具测试方法

(1)用正弦扫频的试验方法对夹具的传递特性进行测试,通过扫描曲线寻找其谐振频率、传递放大因子以及3 dB带宽,判断其是否满足技术要求。

(2)进行正弦扫频测试要求。

①扫频速率不大于1oct/min。

②进行测试时,要求将控制传感器置于振动夹具与振动台面的固定点处,而监测传感器置于振动夹具与试件的固定点或分界面上,并且有较大刚度的地方。

③正弦扫描测试完后,装入配重体,选择适当的控制方法,按试件振动条件要求进行振动图谱的振动测试,以保证完全满足试件在振动试验中的试验要求。

5 结语

振动试验技术是一门专业性很强的技术学科,需要从试验参数识别、试验控制、振动分析、故障预测与诊断、试验夹具设计等各个方面入手,加强这门试验技术研究。

参考文献

[1]胡志强,法庆衍,洪宝林,等.随机振动试验应用技术[M].北京:中国计量出版社,1996.

[2]邢天虎.力学环境试验技术[M].力学环境试验技术,西安:西北工业大学出版社,2003.

[3]施荣明.GJB150.16A-2009《军用设备环境试验方法 振动试验》[Z].

篇10:Adams振动仿真心得

1.对于box刚体,讨论y方向单自由度,对box需要两点移动副约束,两点要求是棱角点

或者中心点,而且两点不能在一个y的高度上(猜测可能有冗余约束)。

2.Box上的两点移动副约束要求:first body 与second body 要求互换,即同一零件不能作

为两个移动副的first body。如果还不行,在满足说说的条件下,多尝试几种组合。

3.重力场的加载与否不影响频响应函数的得出及结果。频响函数纵坐标单位为分贝,即振

幅的常用对数的20倍。

4.幅频特性曲线,无阻尼对应相位差180°,有阻尼对应相位差小于180°。

5.加载重力加速度后,时域仿真会整体自由落体,静态求解会报错,但是不影响频响求解。

6.当弹簧阻尼系数设置过大时,(共振峰值近似消除),频响求解会报错,可能是振动模块

无法仿真过阻尼状态。

1.2.3.非线性弹簧下,对于质量块,如何建立力? 右键弹簧功能图标,选择“箭头指向一点”的图表,确定详细栏中为:Two Bodies、constant,选择质量块→选择ground→选择质量中心→方向确定点。对新建的力以后,要modify一下,因为通过刚度外部数据需由常数改为函数。函数-AKISPL(DM(MAKER_11,PART_3.CM)-400,0,SPLINE_1,0),大括号内依次表

示,MAKER_11和PART_3.CM两标记点之间的距离减参考坐标(即第一变量为变形),没有第二变量,曲线名称为SPLINE_1,微分阶数为零。

研究非线性弹簧弹簧力和位移的关系,要用非线性力取代弹簧。得到的力-位移曲线曲率大的部分放大后会发现是具有滞回特性的。

需建立两个测量,监测力和位移。

研究有阻尼弹簧振幅衰减过程,可定义衰减系数指标,表示前两个峰值之比。4.5.6.1.导入的参数文件如果是csv格式,在导入后,time column index 可以不输入1,如果是

txt格式需要输入1才能读入数据曲线。

2.利用模型确认工具,可以发现模型自由度数目不对,或者模型有问题时,利用children

按钮可以找到问题所在;需要删除零质量零件但是又找不到零件时,在菜单栏view 下面的part only 或者model里面可以找到并删除。

3.输入设计变量要干脆,不要修改,否则出现编号杂乱无章,变量过多,暂时不知道怎么

删除无用编号。

1.通过绘制垂直方向(或水平方向)频响的幅值曲线与相位曲线,可以看出影响垂直方向

(或水平方向)响应的最大的模态频率。

2.通过绘制功率谱密度或PSD曲线,可以显示振动分析中各种频率输入的传递能量。会看

到在模态频率处曲线纵坐标开始有较大的降幅。

3.通过绘制模态坐标,可以查看某一阶模态对应的振动响应。在单个坐标系里得到各阶模

态对应的振动响应,从而找到对系统振动响应影响最大的模态。

4.对于三维频响图,y轴标记为run:1.0~2.0,暂不知道表示什么意思。

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