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?综述与展望
纪国宣,等·振动测试和分析技术综述
振动测试和分析技术综述
纪国宜“,赵淳生
(南京航空航天大学a.精密驱动研究所;b.振动工程研究所,江苏南京210016
摘要:振动测试和分析对结构和系统动态特性分析及其故障诊断是一种有效的手段。综述
了当前振动测试和分析技术,包括振动信号数据采集技术、系统动力学特性测试方法、振动信
号的分析和处理技术及设备故障诊断技术,简述了各种方法的优缺点及适用范围,最后对振动
测试与分析技术的未来发展方向进行了展望
关键词:振动测试;信号分析;动态特性;故障诊断
中图分类号:TH13文献标志码:A文章编号:1671-5276(2010)03-0001-05
Summary of Vibration Testing and Analysis
JI Guo-yi, ZHAO Chun-sheng
(University of Aeronautics and Astronautics, a. Institute of Vibration Engineering;
b. Precision Driving Laboratory, Nanjing 210016, China)
Abstract: Vibration esting and analysis is an effective tool in anal zing structure and system dynamic charactenstic and detecting
the failures of sues, systems and facilities. The present par reviews te curent vibration testing and analysis techniques, in
cluding i aion siaf a ac on h s sem amis tin vi ation sial anaiysis and processing and equipment tait
diagnosis outlines the advantages and disadvantages of each method and their applications. Finally, the future development in the
field of vibration testing and analysis is predicted
Key words: vibration testing; signal analysis; dynamic characteristic; fault diagnosis
及环境保护等尤为重要。可以说,振动测试与分析技术已
0引言
广泛应用在产品研究、设计、生产和运行的全过程。
随着科学技术的发展,振动及设备动态特性引起的问1振动数据采集技术
题受到各行各业的高度关法。例如:导弹、飞机和火铙在
长行中,由于发动机和气流扰动及结构动态特性所造成的
测量振动信号的物理量常有:位移、速度、加速度、应
振动直接影响到飞行安全和控制精度;车辆在回凸不平的变和力。与之对应的传感器分别为:位移传感器速度传
路面上行驶时的振动直接关系到驾驶性能与乘坐的舒适感器、加速度传感器、动态应变仪和力传感器
性;机械加工设备的振动直接影响到加工的精度和有效
振动数据采集设备将传感器抬取的模拟信号转换为
性;大型旋转机械的振动信号直接反映了设备运转的主要数字信号。经过多年的发展,振动数据采集设备形成了现
信息;高层建筑、桥梁由于风载和地震所产生的振动直接在高中低端各种数据采集设备都有的格局。从模数转化
关系到这些结构的安全。
精度来说,已经由早期的]2bit发展到现在的16bit和24
要解决各种各样的振动及动态特性问题,研究系统的bit,动态范围从70dB左右到10dB左右。国外现在的
动力学特性,分析产生振动的原因,考核没备适应振动与主流数据采集设备几乎都是24 BITAD精度了。采样频率
环境的关系,除了理论分析外,对结构、系统和设备进行振从几十kss到几百ks/s,甚至高达儿MS/s。一般结构振
动测试与信号分析是必不可少的重要手段。振动测试与动测量用的采样频率最高到256ks/s就足够了,但有些特
信号分析技术是机械动力学学科的重要分支之ー,是机械殊场合需要更高的采样频率,比如高采样频率在石油探
动力学工程应用的一个极为普遍的方面。随着设备朝着研究等领域有着特殊的应用。Dela- Sigma模数转换技
大型化、高速化的发展,振动引起的问题更为突出,需要解术是近年来国外著名厂家广泛使用的一种高精度高速数
决的问题更为迫切,也对振动测试与振动信号分析技术的据采集技术。该技术的工作原理思路是在数据采集中对
研究提出了越来越高的要求叫,对于航空航天、动力机应最高采样频率设计-一-固定截止频率的抗混滤波器,采用
械、交通运输、军械兵器、能源工业、土木建筑、电子工业以高采样频率加数字滤波实现高速高精度数据采集。
作者简介:赵淳生(1938~),男,湖南衡山人,中科院院士,长期从事振动测试和分析、结构模态分析、激振器、设备故障诊断与状态监
测和超声电机等领域的研究,获得多项国家级和部省级发明奖和科技进步奖。
纪国宜(1963-),男,安徽和县人,硕士,副研究员,长期从事振动测试与信号分析、结构模态分析技术、结构自动测频技术
和设备故障诊断与状态监测等方面的研究,获得过多项部省级科技进步奖。
Machine Building Automation, Jun 2010, 39(3): 1-5, 50