GBT 11349.3-1992 机械导纳的试验确定 冲击激励法.pdf

中华人民共和国国家标准
机被导纳的试验确定冲击激励法
GB/T11349.3-92
E mental determination of mechanical mobility
Measurements using impact excitation
本标准是有关机械导纳的试验确定的系列国家标准之三。
主题内容与适用范围
本标准推荐了用不连接在结构上的激振器产生脉冲激励进行机械导纳和其他频率响应函数関的
方法,并提供了选择和使用测量、分析仪器的基本准则
本标准适用于冲击改励下的导纳、加速度导纳和位移导纳的精确测量,既可用于驱动点导纳涵量,
也可用于传递导纳测量。冲击澂励法也可用于频率响应函数的粗略测量。
本标准所涉及的倍号分析方法都是以离散傅里叶变换为基础的,其应用范調仅受到实现这些方法
的仪器的能力和使用经验的限制,并不排斥使用目前正在发展中的其他方法
2引用标准
GB288机械振动与神击术语
GB10084振动、冲击数据分析和表示方法
GB11349.1机导纳的试验确定基本定义和传感器
GB11349,2机械导纳的试验确定用激振器作单点激励测量
3术语
3.1驱动点导纳(Y;) driving point mobili
结构除了支承点具有约束外,其他的测点没有任何约東,这时j点的速度响应与施加在同一点的
微励力的比(单位m/s?N)所构成的频率响应函数称为驱动点导纳。
注;“点”是指一个位置和一个方向;“坐标”的含义与“点”相同
3.2传递导纳(V1)1 ra nsfer mobility
结构除了支承点具有约東外,其他的测点没有任何约東,这时点的速度响应与施加在i点的激励
力的比(单位m/s?N)所构成的频率响应函数称为传递导纳
3.3能量谱密度 energy spectrum density
功率谱密度乘以瞬态信号分析中进行FT计算的数字记录长度(单位s)称为能量谱密,
注:该术语假设整个醪态信号全部包含在记录里。为了得到与有限傅里叶变换时使用的记长度无关的谐幅位,
这样做是必要的。
4冲击激励法的特点
1概述
由于冲击激励具有速度快、成本較低的优点,它こ成为一种溯量枸颍率响应函数的常用方法
其测量精度在很大程度上取決于被测结枃的特性和试验技ボ。在某些情况下,使用冲山激励很难甚全
不可能得到与使用途接式徽振器连续激励相同的精度,而?此方法还右可能増加总的测量误差。尽管
如此、只要使用得当,它仍是一-种非常有用的激所技术。
国家技术监督局1992-12-0批准
993-10-01实施
GB/T1349.3-92
对非线性明显的结构进行导纳测量,保持激励力的幅值和方向不变是非常重要的。在这方面
弦激励技术更易于控制。如果用一个手锤来进行冲击欲励,每次冲击的幅值可能有较大变化,而且激
励力的方向较难保持一致,因此这种方法重复性较美。在这种情况下,最好用连接式激振器进行正弦
或随机激振。
2.2信噪比问题
冲击浏量时,由于信号的平均电平比峰值电平低,为此要求试验环境嗓声低、测量系统动态范围
很大,所以一般不宜使用模拟磁带记录仪。
由于力信号持续时间比记录长度短,仪器电噪声和由于机原因诱发的背景噪声的均方值与输入
力信号的均方值相比是不可忽略的。用7,5条所述的加窗方法可以降低这种噪声。
4.2.3频率分辦率限制
离散傅里叶变换(包括有限带宽或“细化”分析)的频率增量(单位Hz)等于记录长度(单位s
的倒数。由于毎帧记录代表一个单次冲击事件,所以记录的长度可取成结构的脉冲啊应衰减到与背系
噪声相当的水平所需要的时间。因此,得到的频率分辮率不仅取决于结枃的响应,而且取决于背景噪
声的大小。在某些情况下,要用冲击激励直接得到GB1149.2中规定的频率分辨率可能是不现实的
也是不必要的)。如果试验结构的模态密度相当高,即在一个窄類带内有多个共振峰,想要得到
细的分辨率可能是困难的。这时,最好使用频率变化足够小的稳态激励方法。而对于大多数应用说
在离散颗率点上仍可得到有足够分辦率的精确导纳值。
根据冲击的固有特性,它的频谱从零频率到某一个上限频率(见第5章)。由于不能限制激励频带,
从而限制了用“细化”分析改进冲击测量的频率分辦率的效果。同时进一步提高了对测量系统动态范
围的要求。
4.2.阻尼限制
冲击激励对于大阻尼结枃试验有局限性,这是因为其响应信号的时间历程较短,使得人们必须在
频率分辨率和背景噪声电平之间作折衷选择(如4.2.3条所述)。这种局限性也可解释为在一定幅值的
冲击力下,大阻尼结枃响应的平均能景较低。大阻尼结枃可能需要较高的能量连续的激励,以平衡它
较高的内部能量耗散,并为精确测量提供足够的响应数据
对于阻尼特别小的结构,其频率响应函数呈现出很尖的共振蜂,正如4.2,3条讨论的那样,这需要
用高分辨率的绍化分析方法去精确地确定共振峰。利用指数窗给数据加上已知的衰减有助于解决这
问题。如果使用指数窗,则一定要对最终的导纳试验结果进行修正(见?5条和附录A(补充件)。
4.2.5对操作者技巧的依赖性
用手持式冲击锤进行导纳圆量的精度取决于操作者保持正确的冲击位置和方问的能力。果行细
地施加冲击,这些影响通常可以控制在可以接受的限度内,但如果结枃较小且要求很精确的空河定位
则这些影响就不可忽视。
在避免锤反弹方面同样也要求操作者有较高的技巧:见5,4条。
冲击激励
5.1冲击锤
如图2所示,典型的沖击锤由刚性质量块(包含可更换的质量块),紧固在质量块一端的力传感器
和紧固在力传感器另一端的锤头组成。锤头的刚性和锤的质量可按5.3条进行选择,以控制力脉冲的宽
度并免反蝉