文档介绍：振动和振动试验的研究
摘要: 首先对振动的基本理论进行探讨,在了解振动的相关知识的前提下对振动试验进行研究,并对现在振动试验的分类进行了归纳,并以某一型号为振动试验为基础,对导弹振动试验的进行深入研究。
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关键词: 振动;功率谱密度函数;均方根;振动谱
振动是一种普遍存在的一种自然现象,也是工程技术领域中经常碰到的问题,人们经常利用振动来进行一些有益的工作,但是更多的是振动往往起着影响机械设备性能和寿命等问题。特别是像导弹这样飞行速度高、在真实使用环境中振源较多的情况下,研究其振动尤为重要。目前,解决振动问题主要有两种途径:一是通过计算进行理论分析;二是用振动试验手段进行测试和分析。振动试验对真实模拟大多数试件的外场环境来说,是必不可少的。在导弹的研制过程中,为了解产品的动力学性能,检验产品的合理性,验证和修改结构设计方案,考核和改善产品经受振动环境的能力,检查产品在制造工艺和质量方面的缺陷,都需要对产品进行振动环境模拟试验。
1 振动的基本理论
振动是物体围绕位置(或平均位置)往复运动的一种形式,通常用一些物理参量(如位移、速度、加速度等)随时间变化的函数式来表征的时间历程。振动可分为确定性振动和非确定性振动。
随机运动由连续分布在所考虑频带内所有频率上的正弦波组成。此外,这些正弦波的幅值和相位角随时间的变化是无法预测的(随机的),它不能用精确的数学公式来描述一类的振动。随机振动最明显的特点是非周期性,知道随机振动过去的历程只能预示各个振动幅值出现的相对概率,而不能预示某一给定瞬间的瞬时值。
在振动试验和分析方面存在下列限制:有用记录的次数和数量;时间、费用和设备;描述随机运动统计性质的数学知识。为此做如下基本假设:随机振动为平稳的、各态历经的和高斯的。
(1)平稳随机过程
我们认为平稳随机过程的统计特性值(如均方根值,功率谱密度)与时间无关。有了这一假设就可以在无限长的随机信号中任取一段进行研究。它可以节省随机振动试验的时间与费用。
(2)各态历经随机过程
各态历经随机过程是指系集的统计特性与时间的统计平均值相同。因为事实上不可能得到大量的外场记录,所以一般随机过程都假设为各态历经的,这一假设允许我们根据足够长的单次时间历程来确定随机振动的统计特性。
(3)高斯(正态)分布
高斯分布是指随机振动瞬时加速度值可用幅值概率密度来统计描述,且概率密度函数符合高斯分布。
2 振动试验的类别
振动试验是评定元器件、零部件及整机在预期的运输及使用环境中的抵抗能力,根据试件所承受的环境不同,振动试验分以下种类:
(1)正弦定频试验
在选定的频率上(可以是共振频率,特定频率,或危险频率)按规定的量值进行正弦振动试验,并达到规定要求的时间。以考核试件的抗振能力和耐振强度。
(2)正弦扫频试验
按规定的振动量级的正弦波,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元器件、部件或整机的正弦振动试验称为正弦扫描试验。扫频试验分线性扫频试验和指数扫频试验,线性扫频速度单位为H