振動試驗使用的基本用語

??振動試驗中使用的基本用語有力（加振力）[N]、加速度[m/s

2

]、速度[m/s]、位移[mm

p-p

]。

??先從力[加振力]說明，先了解牛頓第二定律，即一般質(zhì)量m的物體施加加速度A，則下式成立，即1[kg]的物體施加1[m/s

2

]的加速度，產(chǎn)生1[N]的力。公式中單位g為重力加速度9.81[m/s

2

]。

??振動的描述還需要用頻率和振動量級來指定。以前使用的是重力單位來描述，現(xiàn)在用SI單位比較普及。加速度、速度、位移的關(guān)系如下，物體正弦振動，位移表達式為，

速度是位移的微分，

加速度是速度的微分，

將

代入上幾個式子，并取其最大值得到，

實際的波形為，

上面兩個式子也可以用下面的形式表示，

需要注意的是，這些公式里面的半位移值（位移半峰值），如果用振動試驗中常用的位移峰峰值，單位mm的話，公式變化如下。

可通過公式可以看出，四個量里面知道兩個，即可求出其他兩個。通過此公式還可以計算出無負(fù)載情況下，振動試驗機的最大特性曲線中的頻率交越點。

【例】

正弦波試驗

??最早實施的振動試驗方法，有很多的振動試驗規(guī)格對應(yīng)。和近來快速發(fā)展的隨機試驗和沖擊試驗相比，加振簡單、基本上所有類型的振動試驗機都能對應(yīng)此試驗方法。

??有定頻和掃頻兩種方式，定頻比較簡單，下面以掃頻方式進行主要說明。掃頻試驗是指頻率按照一定的速度變化，對振動量級進行控制。

【例】

上述掃頻試驗條件，10Hz到58Hz以位移2[mm

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]加振，58Hz到500Hz以加速度132.7[m/s

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]加振，頻率由10Hz-500Hz-10Hz-500Hz往返掃頻進行，直到達到試驗時間1小時。可以通過加速度和頻率關(guān)系公式計算得到58Hz和2[mm

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]處對應(yīng)的加速度為132.7[m/s

2

]。在58Hz處振動量由位移變?yōu)榧铀俣龋ㄒ环N振動量變?yōu)榱硪环N振動量），這個頻率點稱為

交越點

。需要注意的是，在交越點處，必須滿足上述四者之間的公式關(guān)系，如果58Hz處位移為2[mm

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]且加速度為300[m/s

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]，這種試驗條件顯然是有問題的，但是現(xiàn)在很多試驗規(guī)格里經(jīng)常有這樣的定義方式，需要引起重視，在振動控制儀正弦波控制軟件中輸入試驗條件時，都是經(jīng)過特殊處理的，即58Hz輸入位移2[mm

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]，58.01Hz輸入加速度300[m/s

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]。

??最后對掃頻速度進行說明。一般都是對數(shù)掃頻，單位【oct/min】，頻率一分鐘內(nèi)的變化量。oct即倍頻程，2倍的意思，一分鐘內(nèi)相對起始頻率，有幾個兩倍。用下面的關(guān)系式表示，

【例】起始頻率10Hz，終止頻率500Hz，則這個頻率范圍內(nèi)有5.64個倍頻程。

掃頻速度1oct/min的話，即10Hz掃頻到500Hz，可以判斷出需要時間為5.64分鐘。