固有频率测定方法

1.概要

固有频率的测定一般采用传递函数测定的方法。这个方法是一种为了测定结构物的各个点中的传递函数，使用数字信号处理技术和FFT算法的方法。

所谓传递函数是指若以系统的输入信号为“X”,从该处输出（应答）信号为“Y”，可以公式：传递函数 H=Y/X (1)

来表示的函数。

振动解析的领域中处理的传递函数，输入X多数为力。输出（应答）Y 是哪一个物理量，则取决于测定。如表1所示那样，传递函数H分别具有固有频率。

表1 传递函数的种类

Y 位移速度加速度

H 顺从性迁移

率

加速度（惯性）

图1所示为测定传递函数顺序。固有频率与传递函数的虚数部中的峰值相一致。此外，除在振幅成为“0”的节点测定的外，在所有的测定点，振幅存在于相同的频率上。

图1 传递函数的测定顺序

以的输入信号

同时采样输入信号和应答

信号

实行采样的波形（信号）的

傅里叶交换

以输入的傅里叶交换实行

应答的傅里交换

2.测定安装方法

以下就传递函数测定法的具有代表性的加振方法——随机加振法、脉冲加振法进行说明。对于试验体的材料、结构、试验目的等，可采用各种各样的加振方法，详细内容请参照参考书。

（1）随机加振法图2 随机加振法随机加振法是一种如图2所示的那样，

在试验体的加振点安装加振机，给与随机噪

声的加振力，测定应答点的加速度，其信号

输入至FFT模拟装置，进行处理的方法。

图3脉冲加振法（2）脉冲加振法

脉冲加振法是一种如图3所示的那样，用

脉冲锤子敲打作为测定对象的试验体的加振点，

给与脉冲状的力，检测这个力的时间变化和应

答点的加速度，进行与上述加振法相同的处理

方法。

此外，脉冲信号的频谱也是平坦的，所以，

随机噪声同样作为输入波形使用。

再者，采用这类测定时有必要预先确认加振力和应答加速度的时间波形、频谱、相关函数。

表2 所示为各种加振法的比较。

表2 加振法的比较

3.加振试验时的注意事项

以下汇总了进行加振实验时的注意事项。

（1）随机加振

（a）加振机的选择

为了求得必要的加振力，根据其值，选择应适使用得加振机在。

这是得到高SN比的传递函数的重要条件。

（b）试验体的保持方法

试验体的容积、质量大时，（汽车的车身、固定于地面上的机械设

备）

图4（a）、（b）或者（c）。

试验体的容积、质量小时，为图4（b）或者（C）。

加振力小也无妨时。图4（d）。

图4 试验体的保持方法

（C）试验体和加振机的结合方法

在试验体的加振点和加振机的结合部，加振时弯曲力矩发生作用。这个力在传递函数计算时完全没有考虑，所以，弯曲力矩不能忽视时，不能得到正确的传递函数。例如，如图5所示那样，通过塑料等的柔性棒材，对试验体加振，由于加振棒自身的变形，吸收、减少了在加振体点产生的弯曲力矩。

图5 加振棒的效果

（d）加振信号的种类和选择

图6以及表3 所示为驱动加振机而使用的各种信号的波形及其特征。

此外，表中也包括参考用的脉冲加振。选择最适当的、符合加振对象特性要求和试验目的的加振信号是重要的。

图6 各种加振信号的波形

表3 加振信号

的特征

（a）试验体的保持方法

作为代表性的有，

直立放置（对于工作机床那样的结构物，原封不动

的设置状态下进行加振。）图7 （a）

缓冲浮起（适合于不太大，整体刚性高的结构物。）

图7 （b）(c)

弹簧吊起（适合于尺寸较大、刚性较低的结构物。但

是，不要产生对低次谐振频率的振动

方式的影响。）图7（d）

图7 试验体的保持方法

（b）加振力的大小应稳定，无误差，为了实现施加试验体的力均匀化，不是力，

而是利用锤子自身的重量，进行敲打。

(c)加振频率区域（上限频率）的设定

脉冲加振的加振力频谱具有平旦地延伸的特性。其频谱的延伸取决于

脉冲的增大，通过锤子端头的材料的变更，可以进行调整。

具体的说，头部材料从柔性材料改成硬性材料，脉冲增大变得迅速。在达

到更高频率之前，频谱曲线平旦延伸。但是，加振能量的总和与材料无关。

PSD(频率的能量密度)，柔软材料的PSD(频率的能量密度)大。加振能量也

集中在低域。

图8所示为材料的脉冲的波形和加振频谱的变化。

图8 材料的脉冲波形和加振频谱的变化

（a）铜（b）塑料

(d)试验体的敲打

二度敲打的防止

敲打的方向

用脉冲锤子加振试验体时，请沿着预先规定的自由度的方向，正确地进行敲打。

图9所示为检测振动信号地，采用专用工夹具进行测定地例子。

图9 采用脉冲锤子的汽缸的加振例

4.传感器安装时注意事项

传感器有许多种类，但接触形的压电形加速度传感器其可测定的频率范围宽，处理比较容易，应用广泛。因此，本文就这个压电形加速度传感器的安装方法以及使用上的注意事项作说明。

4.1传感器的安装方法

使用传感器，检测应答输出信号时，作为应注意的、最重要的要点是传感器安装方法。传感器的安装有几个种类。分别有优点、缺点。表1所示为传感器的安装方法以及特征

4.2 传感器的使用注意点

（1）传感器质量的影响

传感器固定于被测定物进行测定时，由于传感器的质量以及信号电

缆线的影响，不仅被测定物的固有频率发生变化，固有衰减比也会

发生变化。总之，安装传感器时，传感器的质量有时需要考虑对测

定系统的振动数以及减衰比的影响，请予以注意。一般，为了避免

对被测定的加载以及应答的应变，加速度的质量希望不要超过被测

定物的1/20，必须在1/10以下。

（2）温度的影响

至于测定精度，有时需要考虑温度对传感器特性的影响，一般，传感器的电荷灵敏度随着温度的上升有增大的倾向。因此，在高温中使用传感器时，根据传感器的温度特性，需要进行电荷灵敏度的温度补偿。

表4 传感器的安装方法

精益七大浪费八大浪费及现场七大效率损失改善法(权威分享含参考答案)

制造不良品的效率损失（上）产生不良的损失原因分析与改善策略（一）产生不良效率损失的原因制造不良品的浪费应该包括以下几种：基本浪费当产生不良品时，会造成原材料、人工、设备、能源、管理费用等成本浪费。返修和报废的浪费不良产品需要返工修补时，会产生额外的修复、选别、检验等成本浪费，报废则意味着完全的损失。救火成本若产生不良品，订单交期可能因此而延误，会产生比如紧急换线、调货、加班、海运变空运等等的救火成本。防火成本防火成本是指为了预防救火成本的出现而投入的管理成本。不良品未被发现而继续向后流出的损失如果一个不良品在产生的第一时间没有被发现，其结果很可能造成大批量的返工，大批量的返工会产生连锁反应。比如，大批量的返工可能会影响企业的生产进度，导致生产计划的变更。而生产计划的变更，会导致产品来不及交付，还可能会影响到别的订单的产品，致使整个生产进度都会受到波及干扰。同时可能出现救火成本和预防这种情况出现的防火成本。在管理上这叫做一人错误百人忙，它是一种成本扩大的连锁效应。图6-1 成本倒增曲线【图解】通常一个错误往后传递，会产生所谓的“成本倒增曲线”。这个曲线在日本有一个指数是1：35：600。它指的是，在产生不良品的第一个时间点进行改正，可能纠正的成本只要1元人民币。若这个错误往后传递到下一道工序、工段或部门后再被发现，企业需要弥补错误的成本可能是35元人民币。而在更后面的流程中被发现，弥补错误的成本可能要高达600元人民币。比如，技术部门的一张图纸上有一个技术参数写错。在技术部门更改，可能3分钟就解决了，也许成本会低于1元人民币；若这张图纸的错误没有被发现，已经进入车间开始裁减材料时才被发现，可能成本是35元人民币；假如这时还没有发现错误，继续往后倒流，员工按照图纸进行加工，在做了500个或1000 个以后，到质量检验的时候才发现错了，这个时候要返工，很可能要花600元人民币的代价才能弥补这个错误。（二）产生不良效率损失的改善策略一个产品不良的错误会产生很多的波动，而且每一个波动都会带来变化。假设在生产流程中有一次不良品，就可能会有500个不良品必须返工，这就会产生变化。企业的生产计划要变更，所有物料供应计划要变更，所有生产工艺准备的时间计划也要变更。只要波动的来源不消除，企业的生产计划就永远跟不上变化。因此，要消除产生不良品的效率损失，关键

固有频率测定方式

实验三振动系统固有频率的测量一、实验目的 1、了解和熟悉共振前后利萨如图形的变化规律和特点； 2、学习用“共振法”测试机械振动系统的固有频率（幅值判别法和相位判别法）； 3、学习用“锤击法”测试机械振动系统的固有频率（传函判别法）； 4、学习用“自由衰减振动波形自谱分析法”测试振动系统的固有频率（自谱分析法）。二、实验装置框图实验装置3-1图框图三、实验原理对于振动系统，经常要测定其固有频率，最常用的方法就是用简谐力激振，引起系统共振，从而找到系统的各阶固有频率。另一种方法是锤击法，用冲击力激振，通过输入的力信号和输出的响应信号进行传函分析，得到各阶固有频率。以下对这两种方法加以说明：1、简谐力激振简谐力作用下的强迫振动，其运动方程为：XX?方程式的解由这两部分组成：21CC、常数由初始条件决定：式中21其中 ??22????q2?q F ee?A?A0???q?? , 212222222222????????4??4?? ，m eeee

XX代表阻尼强迫振动项。代表阻尼自由振动基，21?2?T自由振动周期：D?D． ?2?T强迫振动项周期：e?e由于阻尼的存在，自由振动基随时间不断得衰减消失。最后，只剩下后两项，也就是通常讲的定常强动，即强迫振动部分：通过变换可写成2?/q22?AA?A? 式中21222???42ee?(1?)42?????e Dw??，代入公式设频率比?2?/q?A则振幅 2222??D?1?4)(?D2?g?arct滞后相位角：2??1FFK2?00xstq/???/：成幅A可写的静位移，所以振起干为弹簧受扰力峰因为值作用引Kmm1?xx?.A? stst2222??D4)??(11???其中称为动力放大系数：222??D?）（1?42动力放大系数β是强迫振动时的动力系数即动幅值与静幅值之比。这个数值对拾振器和单自由度体系的振动的研究都是很重要的。 ??1，即强迫振动频率和系统固有频率相等时，动力系数迅速增加，引起系统共振，由式：当?)?A?sin(wtX e可知，共振时振幅和相位都有明显变化，通过对这两个参数进行测量，我们可以判别系统是否达到共振动点，从而确定出系统的各阶振动频率。（一）幅值判别法在激振功率输出不变的情况下，由低到高调节激振器的激振频率，通过示波器，我们可以观察到在某一频率下，任一振动量（位移、速度、加速度）幅值迅速增加，这就是机械振动系统的某阶固有频率。这种方法简单易行，但在阻尼较大的情况下，不同的测量方法的出的共振动频率稍有差别，不同类型的振动量对振幅变化敏感程度不一样，这样对于一种类型的传感器在某阶频率时不够敏感。（二）相位判别法相位判别是根据共振时特殊的相位值以及共振前后相位变化规律所提出来的一种共振判别法。在简谐力激振的情况下，用相位法来判定共振是一种较为敏感的方法，而且共振是的频率就是系统的无阻尼固有频率，可以排除阻尼因素的影响。 ?tFF?sin激振信号为： ??)Y sin(?ty?位移信号为：? ) ωt-=ωYcos(y速度信号为：2? ) ωt-=-ωsin(y加速度信号为：（三）位移判别法将激振动信号输入到采集仪的第一通道（即x轴），位移传感器输出信号或通过ZJT-601A型振动教学仪积分档输出量为位移的信号输入第二通道（即y轴），此时两通道的信号分别为： F=Fsinωt 激振信号为：?) t-y=Y sin(ω位移信号为：?=π/2，πω=ω/2，根据利萨如图原理可知，y轴信号的相位差为x，共振时，轴信号和nωω时，图象都将由正椭圆变为斜椭圆，其变化过屏幕上的图象将是一个正椭圆。当或略小于ω略大于nn程如下图所示。因此图象由斜椭圆变为正椭圆的频率就是振动体的固有频率。 ω<ωω=ωω>ωn n n 图3-2 用位移判别法共振的利萨如图形（四）速度判别共振

悬臂梁固有频率的计算

悬臂梁固有频率的计算试求在0x =处固定、x l =处自由的等截面悬臂梁振动的固有频率（求解前五阶）。解：法一：欧拉-伯努利梁理论悬臂梁的运动微分方程为：4242(,)(,)+0w x t w x t EI A x t ρ??=??；悬臂梁的边界条件为：2222(0)0(1),(0)0(2)0(3),(EI )0(4)x l x l dw w w w x x dx x x x ==???======???，；该偏微分方程的自由振动解为(x,t)W(x)T(t)w =，将此解带入悬臂梁的运动微分方程可得到 1234(x)C cos sin cosh sinh W x C x C x C x ββββ=+++，(t)Acos t Bsin t T w w =+；其中2 4 A EI ρωβ= 将边界条件（1）、（2）带入上式可得13C 0C +=，24C 0C +=；进一步整理可得 12(x)C (cos cosh )(sin sinh )W x x C x x ββββ=-+-；再将边界条件（3）、（4）带入可得 12(cos cosh )C (sin sinh )0C l l l l ββββ-+-+=；12(sin sinh )C (cos cosh )0C l l l l ββββ--+-+=要求12C C 和有非零解，则它们的系数行列式必为零，即 (cos cosh ) (sin sinh ) =0(sin sinh )(cos cosh ) l l l l l l l l ββββββββ-+-+--+-+ 所以得到频率方程为：cos()cosh()1n n l l ββ=-；该方程的根n l β表示振动系统的固有频率：12 2 4 ()(),1,2,...n n EI w l n Al βρ==满足上式中的各 n l β（1,2,...n =）的值在书P443表8.4中给出，现罗列如下：123451.875104 4.6940917.85475710.99554114.1372l l l l l βββββ=====，，，，；若相对于n β的2C 值表示为2n C ，根据式中的1n C ，2n C 可以表示为21cos cosh ()sin sinh n n n n n n l l C C l l ββββ+=-+；

悬臂梁固有频率测试实验数据处理

实验题目：悬臂梁固有频率测试实验数据处理一、实验要求以下： 1. 用振动测试的方法，识别一阻尼结构的（悬臂梁）一阶固有频率和阻尼系数； 2. 了解小阻尼结构的衰减自由振动形态； 3. 选择传感器，设计测试方案和数据处理方案，测出悬臂梁的一阶固有频率和阻尼根据测试曲线，读取数据，识别悬臂梁的一阶固有频率和阻尼系数。二、实验内容识别悬臂梁的二阶固有频率和阻尼系数。三、测试原理概述： 1，瞬态信号可以用三种方式产生，有脉冲激振，阶跃激振，快速正弦扫描激振。 2，脉冲激励用脉冲锤敲击试件，产生近似于半正弦的脉冲信号。信号的有效频率取决于脉冲持续时间τ，τ越小则频率范围越大。 3.幅值：幅值是振动强度的标志，它可以用峰值、有效值、平均值等方法来表示。频率：不同的频率成分反映系统内不同的振源。通过频谱分析可以确定主要频率成分及其幅值大小，可以看到共振时的频率，也就可以得到悬臂梁的固有频率实验步骤及内容 1，按要求，把各实验仪器连接好接入电脑中，然后在悬臂梁上粘紧压电式加速度传感器打开计算机，。。 2，打开计算机，启动计算机上的“振动测试及谱分析.vi ”。 3，选择适当的采样频率和采样点数以及硬件增益。点击LabVIEW 上的运行按钮（Run ）观察由脉冲信号引起梁自由衰减的曲线的波形和频谱。 4，尝试输入不同的滤波截止频率，观察振动信号的波形和频谱的变化。 5，尝试输入不同的采样频率和采样点数以及硬件增益，观察振动信号的波形变化。 6，根椐最合适的参数选择，显示最佳的结果。然后按下“结束按钮，完成信号采集。最后我选择的参数是：采样频率 f为512HZ,采样点数N为512点。 s 7，记录数据，copy读到数据的程序，关闭计算机。

固有频率测定方式

实验三振动系统固有频率的测量、实验目的 1、了解和熟悉共振前后利萨如图形的变化规律和特点； 2、学习用“共振法”测试机械振动系统的固有频率（幅值判别法和相位判别法） 3、学习用“锤击法”测试机械振动系统的固有频率（传函判别法）； 4、学习用“自由衰减振动波形自谱分析法”测试振动系统的固有频率（自谱分析法）、实验装置框图

图3-1实验装置框图三、实验原理对于振动系统，经常要测定其固有频率，最常用的方法就是用简谐力激振，引起系统共振，从而找到系统的各阶固有频率。另一种方法是锤击法，用冲击力激振，通过输入的力信号和输出的响应信号进行传函分析，得到各阶固有频率。以下对这两种方法加以说明： 1、简谐力激振简谐力作用下的强迫振动，其运动方程为： mx Cx Kx = F o sin e t 方程式的解由X ! X 2这两部分组成： X^^t (C 1 cosw D t C 2 si nw D t) 式中C 1、C 2常数由初始条件决定: 的定常强动，即强迫振动部分: x 2 cos e t 7^ s in 'e t 2 4 2 r ；2』通过变换可写成其中 X 2 A cosw e t A sinw e t A = E _讯$十4名2coj 【2 2q e ； F 0 q - m X 1 代表阻尼自由振动基, x 2代表阻尼强迫振动项。自由振动周期: T D 强迫振动项周期: T e ■D 2 二 ■e 由于阻尼的存在, 自由振动基随时间不断得衰减消失。最后，只剩下后两项, 也就是通常讲 2q e

X = Asin （w e t - :） q/ ‘2 2 ,22 （1 -笃II CO o 2? ~2 2 皎—叽丿滞后相位角：二a r ct j D ； 1— y 2 F K F 因为q/ 「计齐若xst 为弹簧受干扰力峰值作用引起的静位移，所以振幅其中［称为动力放大系数：「 ------------ 1 — （1」2）2+442D 2 动力放大系数3是强迫振动时的动力系数即动幅值与静幅值之比。这个数值对拾振器和单自由度体系的振动的研究都是很重要的。当- 1 ,即强迫振动频率和系统固有频率相等时，动力系数迅速增加，引起系统共振，由式： X = Asi n （W e t -】）可知，共振时振幅和相位都有明显变化，通过对这两个参数进行测量，我们可以判别系统是否达到共振动点，从而确定出系统的各阶振动频率。（一）幅值判别法在激振功率输出不变的情况下，由低到高调节激振器的激振频率，通过示波器，我们可以观察到在某一频率下，任一振动量（位移、速度、加速度）幅值迅速增加，这就是机械振动系统的某阶固有频率。这种方法简单易行，但在阻尼较大的情况下，不同的测量方法的出的共振动频率稍有差别，不同类型的振动量对振幅变化敏感程度不一样，这样对于一种类型的传感器在某阶频率时不够敏感。（二）相位判别法相位判别是根据共振时特殊的相位值以及共振前后相位变化规律所提出来的一种共振判别法。在简谐力激振的情况下，用相位法来判定共振是一种较为敏感的方法，而且共振是式中设频率比则振幅」=—,；=Dw 代入公式 o q/co 2 （1 _ J .2）2 - 4」 2 D 2 写成: _______ 1 _______ （1 _」2 ）2 4」 2D 2 X st ?X st

轴固有频率计算课件

转子固有频率计算方法对比本文通过理论计算与ansys 模拟两种方法计算转子的固有频率，分别对单盘与多盘情况下作了计算，本文中转子与轴的材料参数如下： 3 .07850101.211==?=μρ泊松比kg/m 密度Pa 弹性模量3E 一、单盘时计算与对比 1、理论计算中点C 处挠度EI Fl c 483 -=ω

推出轴的刚度3 48l EI k =,其中l 为轴总长度，E 为弹性模量， I 为惯性矩，F 为外力 64 4 d I π= ，d 为轴的轴径得：3 4 43l d E k π= 代入数据有： N/m 5 3 41110342.4225 .0401.014.3101.23?=?????=k 质量kg 5.17850025.01.014.34 141 22=????===ρπρa l D V m rad/s 5385 .110342.45 =?==m k n ω HZ 7.8528 .6538 2=== πωn f 2、ansys 模态计算固有频率约束方式：A 端铰支，即约束X 、Y 、Z 平动自由度，不约束转动自由度，B 端只约束Y 、Z 自由度用mass21单元：

3、结论： 1).不加集中质量结果偏差较大 2).直接约束与用combin14和matrix27单元模拟与理论计算结果差不多

二、多盘时计算与对比模型结构图考虑多个盘时对比较复杂，先画出本文结构如下图：理论推导示意图轴系统固有频率计算 ANSYS 中模态分析直接得出固有频率通过柔度计算刚度，求固有频率根据轴挠度公式计算得柔度，得固有频率 ANSYS 中静力分析求出柔度，推出固有频率

生产现场效率损失与改善

生产现场效率损失与改善在竞争激烈的今天，资源类材料、人员、基本设施等成本呈现上升趋势，而产品的最终售价总体又呈现下降趋势，标志着微利时代的到临，加上金融危机的冲击，许多企业的利润率在不断缩水，企业经营的难度也在大幅增加，优胜劣汰是现阶段企业竞争的主要特征，也是进行管理改善的最佳时机，如何能持续以低成本、高品质、稳健的经营保持竞争优势获得永续经营，已成为许多企业经营者需要深入思考的问题。本课程将从企业生产过程中最常见的效率损失着手，对企业现场的各种损失和浪费进行系统地剖析和改善，同时结合优秀的管理方法和工具来完善生产成本控制体系，帮助学员学会先进的损失分析方法与工具，从而采取正确的决策，在降低成本的同时确保质量，使企业在残酷的竞争中脱颖而出。课程目的： 1.了解企业现阶段面临的挑战和机遇 2.增强学员的管理意识 3.充分认识企业常见的各种损失与浪费 4.了解企业管理和改善的重点、要点 5.增强学员的改善决心 6.掌握效率改善的系统工具 7.改善生产运行体系 8.优化生产成本 9.提升干部的管理技能课程大纲：第一讲.机遇与挑战一、制造型企业现阶段面临的问题\挑战和机遇二、找出管理的最佳时机三、扭转不可控因素所带来的劣势四、把获取利润的六大来源作为改善的突破口第二讲.生产现场效率损失的构成与分析一、企业生产中常见的混乱现象分析二、减少损失的价值分析三、认识生产制造过程中浪费四、构成效率损失的7大要素

五、常见的16种效率损失六、管理的真谛第三讲.决定效率的关键因素——士气所产生的效率损失分析与改善一、士气是决定效率的关键因素二、调整薪资架构能有效提高员工士气三、提高员工士气--视频欣赏\讨论四、有效地组织系统,减少越权带来的不良影响五、做一个受员工尊重的领导，减少员工的抱怨第四讲.物流不畅造成的损失分析与改善对策一、流动才能增加价值二、找出瓶颈，平衡物流三、应用流程法改善物流四、一个流，物料流动最快五、科学布置设备，减少物料流动的损失六、看板管理使物流更顺畅七、合理的计划是减少物流损失的关键第五讲.作业效率损失分析与改善一、标准化作业——高效率的支撑二、时间研究为标准工时提供依据三、防错法—降低错误发生机率四、应用动作经济原则降低动作的损失五、分析人、机配合作业，降低人机等待的浪费六、SMED—减少生产切换的浪费七、无缺位制度，消除人员异常带来的影响第六讲.设备效率损失与改善一、设备综合效率的构成二、设备损失结构分析三、设备故障的类型四、故障对策的5的重点

如何解决设备故障与性能降低的效率损失

如何解决设备故障与性能降低的效率损失一、设备缺乏保养带来的三大损失设备缺乏保养带来的损失主要包括： 1.故障停机的损失设备故障停机指的是机械设备、模工装刀治具等发生异常，进行更换或维修而暂停超过十分钟的停机损失。 2.短暂停机的损失/空转损失设备暂停或者空转损失指的是因工件卡堵、倾斜、掉落、污损、不良警报等，必须进行短于十分钟的停机或空转予以处理的暂停损失。 3.性能降低的损失性能降低的损失，即性能或者是设备的速度降低造成的损失，例如设备缺乏保养等产生的损失等。在实际工作中，大概会有10%～15%的时间属于计划性损失；20%的损失来自产品切换和开工准备；由于设备问题造成的故障、短暂停机、设备空转以及性能降低导致效率的损失一般占35%。因此，找到设备故障和造成性能降低的原因并进行相关改善，成为企业降本增效的必经之路。二、设备故障的前期征兆与原因分析设备既定功能丧失的原因主要包括： 1.自然劣化任何设备只要正常使用，都会产生正常劣化和磨损，如电子零件会出现老化。 2.强制劣化顾名思义，指强制的劣化。它是由环境或人为因素，如使用不当、操作不当或者维修不当造成的劣化。 3.对劣化的放任如果设备不管是自然劣化还是强制劣化，若不进行复原，就是对劣化的放任。 4.对应力的放任每台设备都有设计的应力强度，操作时都有一定的规范。一旦超过使用条件以上的应力，或者因为负荷过大、维修不当等，都可能使设备产生故障，即产生对应力的放任。 5.设备强度本身不足设计每台设备时，都有相应的应力强度，如果设备本身的应力强度不足，无法保证正常生产，就属于设计缺陷。三、设备故障的五个对策 TPM对设备出现故障的问题总结出五种原因，同时也提出了五种解决对策。 1.基本条件的整备基本条件的整备是指针对设备自主保养的三大基本条件，即清扫、给油和螺栓再紧固，制定操作基准并进行培训。这三种看似简单的工作，实际上并不简单，企业必须找到最易操作和最有效率的基准，才能在现实工作中坚持下去，丰田公司称为“防呆措施”。

固有频率测定方式

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实验三振动系统固有频率的测量一、实验目的 1、了解和熟悉共振前后利萨如图形的变化规律和特点； 2、学习用“共振法”测试机械振动系统的固有频率（幅值判别法和相位判别法)； 3、学习用“锤击法”测试机械振动系统的固有频率(传函判别法）; ４、学习用“自由衰减振动波形自谱分析法”测试振动系统的固有频率(自谱分析法）。二、实验装置框图激振信动态分计算机系打印机或简振动激振力传

图3－1实验装置框图三、实验原理对于振动系统，经常要测定其固有频率,最常用的方法就是用简谐力激振,引起系统共振,从而找到系统的各阶固有频率。另一种方法是锤击法,用冲击力激振,通过输入的力信号和输出的响应信号进行传函分析,得到各阶固有频率。以下对这两种方法加以说明： 1、简谐力激振简谐力作用下的强迫振动，其运动方程为: t F Kx x C x m e ωsin 0=++ 方程式的解由21X X +这两部分组成: ) sin cos (211t w C t w C e X D D t +=-ε 21D w w D -= 式中1C 、2C 常数由初始条件决定： t w A t w A X e e sin cos 212+= 其中 ( ) () 2 2 2 22 2 214e e e q A ω εω ω ωω+--= , () 22 222 242e e e q A ω εω ω ε ω+-= , m F q 0= 1X 代表阻尼自由振动基,2X 代表阻尼强迫振动项。自由振动周期: D D T ωπ 2= 强迫振动项周期： e e T ωπ 2= 由于阻尼的存在,自由振动基随时间不断得衰减消失。最后,只剩下后两项，也就是通常讲的定常强动,即强迫振动部分： ( ) () () t q t q x e e e e e e e e ωω εω ω ε ωωω εω ω ωωsin 42cos 422 222 22 2 22 2 2+-+ +--= 通过变换可写成

现场七大效率损失改善法

第一讲微利时代到来企业竞争主题的演变（上）（一）企业竞争主题的历史演变从世界范围来看，自二战后到20世纪70年代末，制造型企业竞争的主题是“产量”；从1978年到90年代前后，企业竞争的主题是“质量”；1990～1996年，企业竞争的主题是“成本”；1996～2003年，企业竞争的主题是“市场反应速度”；2003年后，制造企业的竞争主题则是“整合”。虽然时间要比其他国家晚几年甚至几十年，但中国制造业竞争主题的发展，基本上也是沿着这条道路行进的。两相比较，如图1-1所示：图 1-1 企业竞争主题的演变过程 1.产量竞争时代在此阶段，整个生产运营管理所追求的是怎样把产品做得更多，怎样把生产的经济规模做得更大。【案例1】美国的成功二战后，全球各个国家都准备进行战后重建，需要很多物资。美国是少有的没有受战火波及的国家，当全球开始进行战后重建的时候，它的产品只要做出来，基本上都能够卖出去。【案例2】中国企业的“好日子” 中国从改革开放前到1994年，一直处于“求大于供”的状况。企业只要有产品，就不愁卖不出去。在这个阶段，经常看到的情形是各地的供销员求企业发货，因为产品肯定能卖出去。中国企业在这段时间过着无需太注意产品质量和成本的“好日子”。 2.质量竞争时代 1978年，《日本第一》这本书出版之后，伴随着日本经济的腾飞，全球生产运营管理的思想产生了一些变化，即从过去追求产量，进入既要追求产量，也要兼顾产品质量的竞争主题，这种情况一直持续到1990年。【案例1】日本的经济“奇迹” 日本在战后短短30年内，竟然有五十几项产品在整个国际市场的排名跃居世界第一。日本之所以能够在短短30年内取得如此成就，原因就是它懂得利用产品的质量、性能、功能等特征来创造差异化，寻找市场的夹缝，避开与国际市场的正面交锋，它是用夹缝中求生存的策略去提升产品的品质、质量，创造差异化的。

汽车悬挂系统的固有频率和阻尼比测量

汽车悬挂系统的固有频率和阻尼比测量汽车悬挂系统的固有频率和阻尼比测量一、测量仪器 DH5902坚固型动态数据采集系统，DH105E加速度传感器，DHDAS基本控制分析软件，阻尼比计算软件。二、测量方法、试验在汽车满载时进行。根据需要可补充空载时的试验。试验前称量汽1 车总质量及前、后轴的质量。 2、DH105E加速度传感器装在前、后轴和其上方车身或车架相应的位置上。 3、可用以下三种方法使汽车悬挂系统产生自由衰减振动。

3.1 滚下法:将汽车测试端的车轮，沿斜坡驶上凸块(凸块断面如图所示，其高度根据汽车类型与悬挂结构可选取60、90、120mm，横向宽度要保证 1 车轮全部置于凸块上)，在停车挂空档发动机熄火后，再将汽车车轮从凸块上推下、滚下时应尽量保证左、右轮同时落地。 3.2 抛下法:用跌落机构将汽车测试端车轴中部由平衡位置支起60或90mm，然后跌落机构释放，汽车测试端突然抛下。 3.3 拉下法:用绳索和滑轮装置将汽车测试端车轴附近的车身或车架中部由平衡位置拉下60或90mm，然后用松脱器使绳索突然松脱。注:用上述三种方法试验时，拉下位移量、支起高度或凸块高度的选择要保证悬架在压缩行程时不碰撞限位块，又要保证振动幅值足够大与实际使用情况比较接近。对于特殊的汽车类型与悬架结构可以选取60、90、120mm以外的值。 4、数据处理 4.1 用DH5902采集仪记录车身和车轴上自由衰减振动的加速度信号; 4.2 在DHDAS软件中对车身与车轴上的加速度信号进行自谱分析，截止频率使用20Hz低通滤波，采样频率选择50Hz，频率分辨率选择0.05Hz; 4.3 加速度自谱的峰值频率即为固有频率;

振动系统固有频率的测试

振动系统固有频率的测试实验指导书一．实验目的 1．学习振动系统固有频率的测试方法； 2．了解DASP-STD软件； 3．学习锤击法测试振动系统固有频率的原理与方法；（传函判别法）二．实验仪器及简介 ZJY-601T型振动教学实验台，ZJY-601T型振动教学试验仪，采集仪，DASP-STD（DASP Standard 标准版）软件，微机。１．ZJY-601T型振动教学实验台：主要由底座、桥墩型支座、简支梁、悬臂梁、等强度梁、偏心电动机、调压器、接触式激振器及支座、非接触式激振器、磁性表座、减振橡胶垫、减振器、吸振器、悬索轴承装置、配重锤、钢丝、圆板、质量块等部件和辅助件组成。与ZJY-601T型振动教学实验仪配套，完成各种振动教学实验。它以力学和电学参数为设计出发点，力学模型合理，带有10种典型力学结构，多种激振、减振和拾振方式。力学结构有：两端简支梁、两端固支梁、等截面悬臂梁、等强度悬臂梁（变截面）、复合材料梁、圆板、单自由度质量－弹簧系统、两自由度质量－弹簧系统、三自由度质量－弹簧系统、悬索。激励方式有：脉冲锤击法、正弦激励（接触、非接触式）、正弦扫描（接触、非接触式）、偏心质量、支承运动。减振和隔振有：主动隔振、被动隔振、阻尼减振、动力减振（单式）、动力减振（复式）。传感器类型有：压电加速度传感器、磁电式速度传感器、电涡流位移传感器、力传感器（力锤中）。２．ZJY-601T型振动教学试验仪：由双通多功能振动测试仪、扫频信号发生器、功率放大器组成，并集成了数据采集器，可连接压电式加速度传感器、磁电式速度传感器或电涡流传感器，对被测物体的振动加速度、速度和位移进行测量。可将每个通道所测振动信号转换成与之相对应的0~5V AC 电压信号输出，供计算机使用。扫频信号发生器的输出频率在手动档时，可通过旋钮在0.1~1000Hz范围内连续调节；在自动档时，可从10到1000Hz自动变换，扫频时间可由电位器控制，3s~240s连续可调，激振频率可由液晶显示器显示。功率放大器可直接与JZ-1型激振器或JZF-1非接触式激振器连接，对物体进行激振，其输出幅度可连续调节。３．DASP-STD（DASP Standard 标准版）：是一套运行在Windows95/98/Me/NT/2000/XP平台上的多通道信号采集和实时分析软件，通过和东方所的不同硬件配合使用，即可构成一个可进行多种动静态试验的试验室。 DASP-STD主要包括单通道、双通道、多通道、扩展、示波采样分析和模态教学6个基本部分，可以实现信号的实时分析，即可以连续不间断地进行信号的采样，并同时进行频谱分析和结果显示，实现了采样、分析和显示示波的同步进行三．实验原理对于振动系统，经常要测定其固有频率，常用的方法有简谐力激振法和锤击法。本次实验用后一种方法，即通过输入的力信号和输出的响应信号进行传函分析，得到各阶固有频率。通常我们认为振动系统为线性系统，用一特定已知的激振力，经可控的方法来激励结构，同时

固有频率的计算

2.8.6.1 液压传动的固有频率 2.8.6.1.1 概述液压传动装置的固有频率，对于闭环系统的动态特性和系统计算的原点，是一个重要的参数。从稳定性观点来看，一个闭环系统，若系统具有较高的固有频率，则会有一些问题。可粗略地划分为如下的3个频率区： ?低频：3～10Hz，重型机械、机械手、手动设备、注射机。中频：50～80Hz，位置控制的机床。? ?高频：>100Hz，试验机、注射机、压机。 2.8.6.1.2 基本公式计算弹簧质量系统固有频率的基本公式为：式中：（1/s） m=质量（kg） C=弹簧刚度（）弹簧刚度“液压刚度”C，主要由受压的油液体积决定，由下式确定，式中：E=液压油的弹性模量 =1～1.4×109（） =1～1.4×104（bar） A2=油缸面积的平方（m4） V=油液体积（m3）如基本公式已经表明的那样，一个液压传动系统的固有频率，取决于执行器液压马达或液压缸的尺寸，和驱动的质量。系统中的其他元件，例如调节阀，也有自已的固有频率。因为整个闭环系统的角频率，是由系统中动态特性最低的元件决定的，因而也要注意闭环调节阀的极限频率。此值在50到150Hz的范围。 2.8.6.1.3 双出杆液压缸让活塞处于缸的中间位置，得到：式中：AR=油缸环形面积（┫） h=油缸行程（m）注：对于死容积，应预先给行程h增加20～50%的附加值。人们都明确地了解到，活塞面积与行程之比，对固有频率有着重要的影响。A：h的系数也可表示为λ=“长径比”。从提高固有频率观点考虑，较大的面积和较短的行程是比较有利的。面积的确定，还要由其他的一些因素，如规格大小、压力、体积流量等一同来考虑。在作这些考察时，管道的容积未加考虑。很显然，总要尽可能地减小死容积，这就是说，阀与缸之间的管道短些、刚性大些，有利于提高固有频率。上面计算固有频率，是按活塞处于中间位置的情况得到的一个最小固有频率值，这是实践中处于最不利情况下必须达到的数值。例1已知：D=50mm，d=32mm，m=50kg≌[ ]，h=500mm=0.5m，E=1.4?109 解： 2.8.6.1.4 单出杆缸

LC固有频率计算公式

Q=wL\R=2πfL\R(因为w=2πf)=1/wCR=1/2πfCR 1. LC并联谐振电路最常见的应用是构成选频电路或选频放大器； 2. LC串联谐振电路最主要用来构成吸收电路，用来构成在众多频率信号中将某一频率信号进行吸收，也就是进行衰减，将某一频率信号从众多频率中去掉； 3. LC并联谐振电路还可用来构成阻波电路，即从众多频率中阻止某一频率信号通过放大器或其他电路； 4. LC并联谐振电路还可以构成移相电路，用来对信号相位进行超前或滞逅移动。 a. 无论是LC并联谐振还是LC串联谐振电路，其频率的计算公式相同，谐振频率又称固有频率，或自然频率。f0=1/(2*pi*sqrt(L1*C1)); b. 品质因数Q值——衡量LC谐振电路振荡质量的重要参数。Q=(2*pi*f0*L1)/R1,R1为线圈L1的直流电阻，L1为谐振电路中电感； ①频点分析：输入信号频率等于该电路谐振电路谐振频率时，LC并联谐振电路发生谐振，此时谐振电路的阻抗达到最大，并且为纯阻性，Z0=Q*Q*R1,Q为品质因数，R1为线圈L1的直流电阻； ②高频段分析：输入信号频率高于谐振频率f0时，LC谐振电路处于失谐状态，电路阻抗下降； ③低频段分析：输入信号频率低于谐振电路f0时，LC并联谐振电路也处于失谐状态，谐振电路的阻抗也要减小。信号频率低于谐振频率时，LC并联谐振电路的阻抗呈感性电路等效成一个电感（但不等于L1）。

1. 谐振定义：电路中L、C两组件之能量相等，当能量由电路中某一电抗组件释出时，且另一电抗组件必吸收相同之能量，即此两电抗组件间会产生一能量脉动。 2. 电路欲产生谐振，必须具备有电感器L及电容器C两组件。 3. 谐振时其所对应之频率为谐振频率(resonance)，或称共振频率，以f r表示之。 4. 串联谐振电路之条件如图1所示：当Q=Q ?I2X L = I2 X C也就是 X L =X C时，为R-L-C串联电路产生谐振之条件。图1 串联谐振电路图 5. 串联谐振电路之特性： (1) 电路阻抗最小且为纯电阻。即Z =R+jX L?jX C=R (2) 电路电流为最大。即 (3) 电路功率因子为1。即 (4) 电路平均功率最大。即P=I2R (5) 电路总虚功率为零。即Q L=Q C?Q T=Q L?Q C=0 6. 串联谐振电路之频率： (1) 公式： (2) R - L -C串联电路欲产生谐振时，可调整电源频率f 、电感器L 或电容器C 使其达到谐振频率f r，而与电阻R完全无关。 7. 串联谐振电路之质量因子： (1) 定义：电感器或电容器在谐振时产生的电抗功率与电阻器消耗的平均功率

精益生产七大浪费与效率改善

精益生产七大浪费与效率改善主办单位：上海普瑞思管理咨询有限公司时间：2010年12月24-25日深圳培训费用：3800元/位（含培训费、讲义费、午餐、茶水费、奖品、税费、笔记本）【课程背景】 ◆丰田公司一部汽车平均赚取2000美金；同期通用公司平均每部车赚200美金。10倍，为什么整整相差10倍？ ◆善于反思与学习的美国由麻省理工学院，投入5年时间与众多一流学者，基于对日本丰田生产方式（Toyota Production System）的研究与总结，提出的一种生产管理新思想：精益生产（Lean Production,简称LP）这种核心是消灭一切“浪费”的思想，并围绕此目标发展了一系列流线化、TPM、看板管理、IE技术等具体方法，逐渐形成了一套独具特色的生产经营管理体系。 ◆精益生产究竟是什么？究竟在做什么？ ◆理解错误可能从初始就导致了应用的失败。“理不明则行不正”，正确的认识与理解，对精益的实现生死攸关，甚至直接影响到企业十年后的市场地位。【课程目标】 ◆掌握精益生产的核心原理及思想精髓，如何通过推行精益生产来提升经营业绩； ◆学习精益价值流（VSM）图，从精益价值流切入剖析工厂制造成本，掌握通过精益价值流改善缩短制造周期的方法； ◆学习精益生产常用工具：价值流图、现场七大浪费、SMED等，价值分析及浪费识别的工具、方法，通过运用消除浪费的工具即刻提升生产效率30% ◆掌握建立拉动式（PULL）生产系统的方法，通过拉动式生产实施降低库存50%，大幅缩短制造周期； ◆学习如何通过单元化生产（CELL PRODUCTION）实施化解多品种少批量给企业带来的困惑； ◆掌握快速换线SMED的精髓及实施步骤，全面提高设备整体效率（OEE），彻底降低设备成本； ◆精益生产的价值体现：精益生产为企业带来的效益分析，制造业如何通过精益生产的有效实施提升核心竞争力； ◆精益生产成功实施的管理基础：精益生产要求下的的计划物控（PMC）体系；供应商管理体系；生产现场管理体系；IE工程支持体系分析； ◆精益生产项目管理技巧：精益生产项目推行组织设计；项目的策划与计划；精益生产项目实施过程中的日常管理；精益生产项目负责人必备的基本能力。【培训形式】 ◆世界及国内著名企业通过推行精益生产降低成本的改善案例分享； ◆课程内容实战性，技术性强，寓理论于实战方法中，课堂生动，让学员在轻松的环境中演练管理技术，达到即学即用的效果。【课程大纲】一. 精益生产基础

固有频率测定方法

固有频率测定方法 Prepared on 24 November 2020

固有频率测定方法 1.概要固有频率的测定一般采用传递函数测定的方法。这个方法是一种为了测定结构物的各个点中的传递函数，使用数字信号处理技术和FFT算法的方法。所谓传递函数是指若以系统的输入信号为“X”,从该处输出（应答）信号为“Y”，可以公式：传递函数 H=Y/X (1) 来表示的函数。振动解析的领域中处理的传递函数，输入X多数为力。输出（应答）Y是哪一个物理量，则取决于测定。如表1所示那样，传递函数H分别具有固有频率。表1 传递函数的种类图1所示为测定传递函数顺序。固有频率与传递函数的虚数部中的峰值相一致。此外，除在振幅成为“0”的节点测定的外，在所有的测定点，振幅存在于相同的频率上。

图1 传递函数的测定顺序以的输入信号同时采样输入信号和应答信号实行采样的波形（信号）的傅里叶交换以输入的傅里叶交换实行应答的傅里交换 2.测定安装方法以下就传递函数测定法的具有代表性的加振方法——随机加振法、脉冲加振法进行说明。对于试验体的材料、结构、试验目的等，可采用各种各样的加振方法，详细内容请参照参考书。（1）随机加振法图2 随机加振法随机加振法是一种如图2所示的那样，在试验体的加振点安装加振机，给与随机噪声的加振力，测定应答点的加速度，其信号输入至FFT模拟装置，进行处理的方法。图3脉冲加振法（2）脉冲加振法脉冲加振法是一种如图3所示的那样，用脉冲锤子敲打作为测定对象的试验体的加振点，

给与脉冲状的力，检测这个力的时间变化和应答点的加速度，进行与上述加振法相同的处理方法。此外，脉冲信号的频谱也是平坦的，所以，随机噪声同样作为输入波形使用。再者，采用这类测定时有必要预先确认加振力和应答加速度的时间波形、频谱、相关函数。表2 所示为各种加振法的比较。表2 加振法的比较 3.加振试验时的注意事项以下汇总了进行加振实验时的注意事项。（1）随机加振（a）加振机的选择为了求得必要的加振力，根据其值，选择应适使用得加振机在。这是得到高SN比的传递函数的重要条件。

固有频率参数的理解

固有频率在ADAMS/Linear 和ADAMS/Vibration 中的理解在ADAMS 中，固有频率是通过本征向量计算的，为了更好的理解计算结果中各个参数的意义，解决仿真中常见的问题，在这里理论联合实际对一些基本知识在ADAMS 中的应用做一基本论述。在此，不涉及ADAMS/Linear 的扩展命令，所有的线性化命令实际都是在图形界面操作所得的。对于单自由度系统，如经典的弹簧——质量——阻尼系统，质量m 的运动方程有： 0=++m k x m c x x 或 0=++kx x c x m （1）这里x 为质量m 的位移，k 为弹簧刚度系数，c 为阻尼系数。根据无阻尼固有圆频率和阻尼比的定义重写等式（1）： 022=++x x x n n ωζω （2）这里：无阻尼固有圆频率（Undamped Natural Frequency ）m k n =ω （3）阻尼比（Damping Ratio ）n m c km c ωζ22== （4）可以看出，无阻尼固有圆频率n ω只是弹簧刚度k 和质量m 的函数，与阻尼值无关。 ADAMS/Linear 实际上计算无阻尼固有圆频率的方法有所不同，它使用拉普拉斯（Laplace ）在仿真运行点对模型变换为线性矩阵，再通过本征值向量（Eigenvalues ）计算系统的固有圆频率和阻尼比，但计算结果与上述计算是等效的。一般，本征值λ由实部（Real part ）r λ和虚部（Imaginary part ）i λ两部分组成：i r λλλ±=，因此，方程式（2）可以写为： 0222=++n n ωλζωλ （5）本征值λ由下式决定：当阻尼比ζ＞1，12-±-=ζωζωλn n （6）当阻尼比ζ＜1，21ζ ωζωλ-±-=n n j （7）令：n r ζωλ-=；21ζωλ-=n i 。当系统阻尼比当ζ＜1时，ADAMS/Linear 使用下式计算无阻尼固有圆频率与阻尼比： 22 i r n λλω+= （8）即：()()n n n n n n n i r ωωωζωωζξωζωλλ==-+=-+-=+22222222222 1

生产七大浪费与效率改善.doc

精益生产七大浪费与效率改善1 精益生产七大浪费与效率改善主办单位：上海普瑞思管理咨询有限公司时间：2010年12月24-25日深圳培训费用：3800元/位（含培训费、讲义费、午餐、茶水费、奖品、税费、笔记本）【课程背景】 ◆丰田公司一部汽车平均赚取2000美金；同期通用公司平均每部车赚200美金。10倍，为什么整整相差10倍？ ◆善于反思与学习的美国由麻省理工学院，投入5年时间与众多一流学者，基于对日本丰田生产方式（Toyota Production System）的研究与总结，提出的一种生产管理新思想：精益生产（Lean Production,简称LP）这种核心是消灭一切“浪费”的思想，并围绕此目标发展了一系列流线化、TPM、看板管理、IE技术等具体方法，逐渐形成了一套独具特色的生产经营管理体系。 ◆精益生产究竟是什么？究竟在做什么？ ◆理解错误可能从初始就导致了应用的失败。“理不明则行不正”，正确的认识与理解，对精益的实现生死攸关，甚至直接影响到企业十年后的市场地位。【课程目标】 ◆掌握精益生产的核心原理及思想精髓，如何通过推行精益生产来提升经

营业绩； ◆学习精益价值流（VSM）图，从精益价值流切入剖析工厂制造成本，掌握通过精益价值流改善缩短制造周期的方法； ◆学习精益生产常用工具：价值流图、现场七大浪费、SMED等，价值分析及浪费识别的工具、方法，通过运用消除浪费的工具即刻提升生产效率30% ◆掌握建立拉动式（PULL）生产系统的方法，通过拉动式生产实施降低库存50%，大幅缩短制造周期； ◆学习如何通过单元化生产（CELL PRODUCTION）实施化解多品种少批量给企业带来的困惑； ◆掌握快速换线SMED的精髓及实施步骤，全面提高设备整体效率（OEE），彻底降低设备成本； ◆精益生产的价值体现：精益生产为企业带来的效益分析，制造业如何通过精益生产的有效实施提升核心竞争力； ◆精益生产成功实施的管理基础：精益生产要求下的的计划物控（PMC）体系；供应商管理体系；生产现场管理体系；IE工程支持体系分析； ◆精益生产项目管理技巧：精益生产项目推行组织设计；项目的策划与计划；精益生产项目实施过程中的日常管理；精益生产项目负责人必备的基本能力。【培训形式】 ◆世界及国内著名企业通过推行精益生产降低成本的改善案例分享；