在振動(dòng)試驗(yàn)中,一般采用正弦對數(shù)掃頻的方式來尋找試驗(yàn)樣品的共振點(diǎn),然后再進(jìn)行耐久性等試驗(yàn),從而判斷試驗(yàn)樣品的工藝性能等特性。這種方法是現(xiàn)在比較廣泛的,而針對掃頻曲線我們該怎么判斷共振點(diǎn)呢?
首先,理解一下共振的定義。共振是指一物理系統(tǒng)在特定頻率下,比其他頻率以更大的振幅做振動(dòng)的情形;此些特定頻率稱之為共振頻率。簡單的說是一個(gè)物體發(fā)生振動(dòng)引起其他物體的振動(dòng),在共振頻率下,很小的周期振動(dòng)便可產(chǎn)生很大的振動(dòng),因?yàn)橄到y(tǒng)儲(chǔ)存了動(dòng)能。當(dāng)阻力很小時(shí),共振頻率大約與系統(tǒng)自然頻率或稱固有頻率相等,后者是自由振蕩時(shí)的頻率。
在一般情況下共振是有害的,會(huì)引起機(jī)械和結(jié)構(gòu)很大的變形和動(dòng)應(yīng)力,甚至造成破壞性事故,工程史上不乏實(shí)例。防共振措施有:改進(jìn)機(jī)械的結(jié)構(gòu)或改變激勵(lì),使機(jī)械的固有頻率避開激勵(lì)頻率;采用減振裝置;機(jī)械起動(dòng)或停車過程中快速通過共振區(qū)。另一方面,共振狀態(tài)包含有機(jī)械系統(tǒng)的固有頻率、最大響應(yīng)、阻尼和振型等信息。在振動(dòng)測試中常人為地再現(xiàn)共振狀態(tài),進(jìn)行機(jī)械的振動(dòng)試驗(yàn)和動(dòng)態(tài)分析。此外,利用共振原理的振動(dòng)機(jī)械,可用較小的功率完成某些工藝過程,如共振篩等。
其次,在判斷共振點(diǎn)時(shí),經(jīng)驗(yàn)上一般采用的方法是,當(dāng)監(jiān)測點(diǎn)的響應(yīng)值(加速度、速度、位移)是控制點(diǎn)控制值(加速度、速度、位移)的6dB(2倍)以上時(shí),監(jiān)測點(diǎn)響應(yīng)值對應(yīng)的頻率f即為共振點(diǎn)。
為什么要取6dB(2倍)以上這個(gè)問題。通過幅頻響應(yīng)曲線,可以看出ξ>0.25的話,共振峰比較平緩,不是很明顯:ξ≤0.25的話,共振峰比較明顯且陡峭,便于察覺。
以上介紹的是單自由度系統(tǒng)測定固有頻率的方法及其理論基礎(chǔ),主要是通過振幅(位移)來進(jìn)行判斷,其實(shí)利用速度或加速度來進(jìn)行判斷結(jié)果是一樣的。
如果把多自由度系統(tǒng)看成是多個(gè)單自由度系統(tǒng)的疊加,即在每個(gè)共振點(diǎn)處,都可以認(rèn)為是一個(gè)單自由度系統(tǒng)。所以此法也適合多自由度系統(tǒng)的共振點(diǎn)探查。
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