叶片振动实验

叶片振动实验
叶片振动实验

《叶片振动实验》实验指导书

发动机结构强度实验室2006年3月

叶片振动实验

1 实验目的

1 了解叶片振动实验的原理、方法及设备。

2 测定等截面叶片(平板)的低阶弯曲及扭转振动的固有频率和相应振型,并对实验值和理论值进行分析、比较。

2 实验内容

1 利用共振法测定叶片的固有频率。

2 了解叶片共振状态及振型的判断方法。

3 实验原理

利用共振法测定叶片的固有频率,也就是使叶片受到频率可调、有一定能量的激振力作用,当激振力频率等于或整分倍于叶片的固有频率( 3,2,1,/==K K f f e n )时,将产生共振,此时根据从仪表上读取的激振力频率就可以确定该振型下的叶片固有频率。

4 实验设备

振动台、电涡流激振器、电磁激振器、电磁振动台、压电晶体片、信号发生器、直流稳压电源、功率放大器、传声放大器、电荷放大器、带通滤波器、示波器、音频振荡器、频率计、加速度传感器。

试验件:等截面平板,材料为20号钢,弹性模量E=210GPA ,泊松比μ=0.3,质量密度ρ=7800kg/m 3

,试件尺寸如图1所示。

图1 等截面平板

5 实验步骤

被测叶片通过夹具固定在基础台上,采用电涡流激振器对其激振,通过调节信号发生器的频率由低到高进行扫频,当叶片处于共振状态时,信号发生器上的读数即为叶片的共振频率。叶片的共振状态及振型可以利用下面三种方法进行观察和判断:

1)砂型法

将细砂撒在叶片上面,共振时,细砂聚集在节线处,形成清晰的振型; 2)小球法

用质量很轻的小球感受叶片的振动,振幅最大时即为共振状态,也可以用来大致判断叶片的振型。 3)示波器法

利用电测传感器(压电晶体片)感受振动信号,并将其转换为电压信号,经放大后接入电子示波器,通过李沙育图可以判断共振状态及振型。

图2 电涡流激振叶片的测试系统

6 实验准备及预习要求

1、预习叶片振动实验的原理、方法及设备。

2、复习叶片低阶弯曲及扭转振动的振型和振动应力的分布规律。

7 思考题

1、什么是叶片的共振?什么是叶片的谐共振?如何测定?

2、理论计算得到的叶片固有频率与用共振法测得的固有频率有何异同?

8 实验报告内容及格式

1、实验目的

2、实验内容

3、实验原理(测试实验系统图)

4、实验设备

5、实验步骤

6、实验结果与分析

1) 利用实验指导书中给出的等截面叶片固有频率计算公式,计算三阶弯曲和两阶扭转固有频率;

绘制等截面叶片的振型(砂型)并记录固有频率的实验值(如表1)。

2) 分别记录等截面叶片和变截面叶片各测量点在一弯和二弯振型下的相对应变,并绘制相对应力

分布曲线(如表2)。

3) 对理论值和实验结果进行误差分析,并写出对叶片振动实验的体会。行分析,并写出对叶片振

动实验的体会。

7、思考题

附录 等截面叶片(平板)固有频率计算公式

1) 弯曲振动频率 A

EI

l f b ρπ2125156.3=

(Hz) 式中,bh A =为横截面积;12

3

bh I =为截面惯性矩。各阶弯曲振动固有频率之比为

39.34:55.17:27.6:1:::4321=b b b b f f f f 。

2) 扭转振动频率 P

K

t J GJ l

f ρ411=

(Hz) 式中,)

1(2μ+=

E

G 为剪切弹性模量;

3

3

bh J K =为截面抗扭几何刚度;

)(12

22

h b A J P +=

为截面极惯性矩。 各阶扭转振动固有频率之比为7:5:3:1:::4321=t t t t f f f f 。

表1 等截面叶片振型、固有频率实验值和计算值对比

表2 等截面叶片(平板)振动应力的实验值与计算值对比

化学计算与测量实验之实验4分子振动

实验4 分子振动 实验目的 (1)完成H2O分子、CO2分子、氯代环丙烷分子、正丁酸分子的计算,掌握红外光谱的吸收图的绘制和每个振动的模式的分子图;找出实验的数据进行对比 (2)从理论上剖析振动光谱、简振模式,以及简振模式与振动光谱的对应关系。 (3)掌握红外光谱与Raman光谱的识别,掌握谱图中峰的辨认 计算方法 用密度泛函的B3LYP方法,在含有弥散函数的AUG-cc-pVDZ基组水平上,对分子做对称性限制的优化。在优化构型的基础上,进行简振频率、IR强度、Raman活性和简振模式的计算。计算使用Gaussian98程序包。 这是一个关于有机分子振动光谱的实验,涉及简振频率、红外光谱、拉曼光谱以及简振模式的计算。主要分析讨论简振模式的振动方式与分类、简振模与振动光谱的对应关系等。振动分析的结果会给出分子的全部振动模式。分子中的各个原子被放在一个称为标准取向的笛卡尔直角坐标系中。各个原子的振动则在该点的一个平行子坐标系中给出其在各轴上的分量。Chemcraft程序则可以直接转换成矢量形式,并动态模拟各个模式的振动。其频率值和振动的红外和拉曼强度也同时给出。注意要分析两种不同振动光谱产生的原因以及强度与振动的关系。 本实验依旧使用Schr?dinger equation与The Born-Oppenheimer Approximation,公式如下: 双原子分子振动能量: 当v=0时,能量最低,即在绝对零度时,振动能量为1/2。该能量也被称为零点能。

红外光谱红外光谱法是一种根据分子对特定频率的波的吸收来确定物质分子结构和鉴别化合物的分析方法。 物质产生红外吸收光谱必须满足两个条件: ①电磁波能量与分子两能级差相等,这决定了吸收峰出现的位置。 ②分子振动时其偶极矩必须发生变化。 拉曼光谱是一种散射光谱。拉曼光谱分析法是与入射光频率不同的散射光谱进行分析以得到分子振动、转动方面信息,并应用于分子结构研究的一种分析方法。 分子振动的过程中,极化率的变化导致拉曼光谱的产生,化学键的伸缩对极化率影响较大,而键角的变化影响则较小。 计算结果 (1)H2O 偶极矩Tot=2.1261 振动模式

轮系及其设计习题解答样本

32'1 O 12 3'O 3 O 4 4O 2 第六章 齿轮系及其设计习题解答 6.1 在图示手摇提高装置中,已知各轮齿数为201=z ,502=z ,153=z , 304=z ,406=z 。试求传动比16i 并指出提高重物时手柄转向。 解:2001 152040305053164216=????==z z z z z z i 方向:从左往右看为顺时针方向。 题 6.1 图 题 6.2 图 6.2 在图示轮系中,各轮齿数为201=z ,402=z ,202='z ,303=z ,203='z ,404=z 。试求:(1)传动比i 14;(2)如要变更i 14符号,可采用什么办法? 解: (1) 620 202040304032143214-=????==''z z z z z z i 由于该轮系为空间定轴轮系,其方向只能用画箭头办法判断,又轮4轴线与轮1平行,通过画箭头判断轮4和轮1转向相反,故在传动比前加“—” (2)如要变更i 14符号,可将齿轮3和4变为内啮合齿轮,或在3、4间加一种惰轮。 6.3 在图示机械式钟表机构中,E 为擒纵轮,N 为发条盘,S 、M 、及H 分别为秒针、分针和时针。已知:721=z ,122=z ,643=z ,84=z ,605=z ,86=z ,607=z , 68=z ,89=z ,2410=z ,611=z ,2412=z ,求秒针和分针传动比SM i 和分针与时针传动比MH i 。 解: 该轮系为平面定轴轮系,故有

60886460)1(463524664=??=-====z z z z n n i n n i M S SM 12682424)1(11912102129912=??=-==== z z z z n n i n n i H M MH 题 6.3 图 题 6.4 图 6.4 图示为一滚齿机工作台传动机构,工作台与蜗轮5固联。已知:2011=='z z ,352=z ,505=z 287=z ,蜗杆164==''z z ,旋向如图所示,若要加工一种齿数325='z 齿轮, 试求挂轮组齿数比42z z '。 解:该轮系为空间定轴轮系,故有 120503524432154325115????==='''z z z z z z z z z z n n i =??=== ''''''120322861575151z z z z n n i 又 5115''=i i 联立解得:64 125z 42='z 6.5 在图示轮系中,已知181=z ,302=z ,182='z , 363=z ,183='z ,364=z ,24='z (右旋蜗杆 ),605=z ,205='z ,齿轮模数2=m mm ,若m in 10001r n =(方向如图所示),求齿条6线速度υ大小和方向。

实验一 DHVTC振动测试与控制学生实验系统的

实验一 DHVTC振动测试与控制学生实验系统的 组成与使用方法 一、实验目的 1、了解振动测试与控制实验系统的组成、安装和调整方法。 2、学会激振器、传感器与数采分析仪的操作、使用方法。 图1-1 二、DHVTC振动测试与控制学生实验系统的组成 图1-1 DHVTC振动测试与控制学生实验系统示意图 (1)底座(2)支座(3)二(三)自由度系统(4)薄壁圆板(5)非接触式激振器(6)接触式激振器(7)力传感器(8)偏心电机(9)磁电式速度传感器(10)被动隔振系统(11)简支梁(12)主动隔振系统(13)单/复式动力吸振器(14)压电式加速度传感器(15)电涡流位移传感器(16)磁性表座(17)单自由度系统 如图1-1所示,实验系统由“振动与控制实验台”、激振测振系统与动态分析仪组成。 1、振动与控制实验台 振动测试与控制实验台由弹性体系统(包括简支梁、悬臂梁、薄壁圆板、单自由度系统、二自由度系统、多自由度系统模型)配以主动隔振、被动隔振用的空气阻尼减震器、单式动

力吸振器、复式动力吸振器等组成。可完成振动与振动控制等20多个实验的试验平台。 2、激振系统与测振系统 (1) 激振系统 激振系统包括: DH1301正弦扫频信号源 JZ-1型接触式激振器 JZF-1型非接触式激振器 偏心电动机、调压器 力锤(包括测力传感器) (2) 测振系统 动态采集分析仪 MT-3T型磁电式振动速度传感器 DH130压电式加速度传感器 WD302电涡流位移传感器 测力传感器 (3) 动态采集分析系统 信号调理器 数据采集仪 计算机系统(或笔记本电脑) 控制与基本分析软件 模态分析软件 三、DHVTC-59型仪器的使用方法 1、激振系统的使用方法 DH1301型正弦扫频信号源 DH1301型正弦扫频信号源是配有功率放大后的正弦激振信号源,可推动JZ-1型接触式激振器或JZF-1型非接触式激振器。 A、技术指标:频率范围0.1~9999.99Hz 谐波失真<1% 最大输出功率5w 输出电流0~500 m A 功耗20w

压气机转子叶片的故障分析与维护

提高发动机操纵系统可靠性的维修 【摘要】 在现代技术进步与之密切相关的最迫切的问题当中,压气机叶片质量和维护问题占据着主导的地位,起着十分重要的作用。 论文以维护发动机压气机叶片为目的,以发动机压气机转子叶片的组成,安装技术,压气机叶片的故障分析和各种故障的维修方式,以及常用典型发动机压气机叶片的维护作为主要内容,全面的根据发动机压气机叶片的故障特点对发动机压气机叶片的修理进行论述。 关键词:压气机转子叶片喷丸强化维修 Abstract: In the modern technological progress is closely related with the most pressing problem, compressor blade quality and maintenance problems to occupy a dominant position, plays a very important role. On the maintenance of the engine compressor blade for the purpose, with the engine compressor rotor blade is composed of compressor blade, installation technology, fault analysis and fault repair, as well as the typical engine compressor blade maintenance as the main content, comprehensive according to engine compressor blade fault characteristics of engine compressor blade repair are discussed. Key word:Aeroengine control system reliability maintenance

振动测试常见小知识

振动测试常见小知识问答 1什么是振动? 振动是机械系统中运动量(位移,速度和加速度)的振荡现象。 2振动的目的? 振动试验的目的是模拟一连串振动现象,测试产品在寿命周期中,是否能承受运输或使用过程的振动环境的考验,也能确定产品设计和功能的要求标准。振动试验的精义在于确认产品的可靠性及提前将不良品在出厂前筛检出来,并评估其不良品的失效分析使其成为高水平,高可靠性的产品。 3.振动分几种? 振动分正弦振动和随机振动两种。 4.什么是正弦振动? 能用一项正弦函数表达式表达其运动规律的周期运动。 例如凡是旋转、脉动、振荡(在船舶、飞机、车辆、空间飞行器上所出现的)所产生的振动均是正弦振动。 5.正弦振动的目的? 正弦振动试验的目的是在试验室内模拟电工电子产品在运输、储存、使用过程中所遭受的振动及其影响,并考核其适应性。 6.正弦振动的试验条件由什么确定? 正弦振动试验的验条件(严酷等级)由振动频率范围、振动量、试验持续时间(次数)共同确定. 7.什么是振动频率范围? 振动频率范围表示振动试验由某个频率点到某个频率点进行往复扫频。 例如:试验频率范围5-50Hz,表示由5Hz到50Hz进行往复扫频。 8.什么是频率? 频率:每秒振动的次数.单位:Hz。 9.什么是振动量? 振动量:通常通过加速度和位移来表示. 加速度:表示速度对时间倒数的矢量。加速度单位:gn或m/s2 位移:表示物体相对于某参考系位置变化的矢量。位移单位:mm 10.什么是试验持续时间(次数)? 振动时间表示整个试验所需时间, 次数表示整个试验所需扫频循环次数. 11.什么是扫频循环?

扫频循环:在规定的频率范围内往返扫描一次: 例如:5Hz→50Hz→5Hz,从5Hz扫描到50Hz后再扫描到5Hz。 12.什么是重力加速度? 重力加速度:物体在地球表面由于重力作用所产生的加速度。 1gn=10m/s2(GB/T 2422-1995 电工电子产品环境试验术语) 13.扫描方式(sweep mode)分几种? 线性扫描:是线性的,即单位时间扫过多少赫兹,单位是Hz/s或Hz/min,这种扫描用于细找共振频率的试验. 对数扫描:频率变化按对数变化,扫描率可以是oct/min ,对数扫描的意思是相同的时间扫过的频率倍频程数是相同的 14.什么是扫描速度(sweep speed)?分几种? 扫描速度(sweep speed):指从最低频率扫描到最高频率的速度. 1)oct/min:多少倍频程每分钟. 例:1oct/min,5Hz到10Hz需1分钟,10Hz到20Hz需1分钟。 2)min/sweep:多少分钟每次扫频. 例:5-500Hz,扫描速度:1分钟/sweep,表示从5Hz到500Hz需1分钟。 3)Hz/s:多少Hz每秒. 例:5-10Hz,扫描速度:1Hz/s,表示5Hz到6Hz需1秒,6Hz到7Hz需1秒。 15.振动试验中试验几个方向?怎么区分方向? 除有关规范另有规定外,应在产品的三个互相垂直方向上进行振动试验。 一般定义产品长边为X轴向,短边为Y轴向,产品正常摆放上下为Z轴向。 16.什么是交越频率? 交越频率:在振动试验中由一种振动特性量变为另一种振动特性量的频率。如交

机械振动实验报告

机械振动实验报告

《机械振动基础》实验报告(2015年春季学期)

专业机械设计制造及其自动化报告提交日期2015.05.07 哈尔滨工业大学

报告要求 1. 实验报告统一用该模板撰写,必须包含以下内容: (1) 实验名称 (2) 实验器材 (3) 实验原理 (4) 实验过程 (5) 实验结果及分析 (6) 认识体会、意见与建议等 2. 正文格式:四号字体,行距为1.25倍行距; 3. 用A4纸单面打印;左侧装订; 4. 报告需同时提交打印稿和电子文档进行存档,电子文档由班长收 齐,统 一发送至:Iiuyingxiang868@hit .edu .cn 5. 此页不得删除。 评语: 实验一报告正文 实验名称:机械振动的压电传感器测量及分析 教师签名: 年

二、实验器材 1、机械振动综台实验装置(压电悬臂梁)一套 2、激振器一套 3、加速度传感器一只 4、电荷放大器一台 5、信号发生器一台 6、示波器一台 7、电脑一台 & NI9215数据采集测试软件一套 9、NI9215数据采集卡一套 三、实验原理 信号发生器发出简谐振动信号,经过功率放大器放大,将简谐激励信号施加到电磁激振器上,电磁激振器振动杆以简谐振动激励安装在激振器上的压电悬臂梁。压电悬臂梁弯曲产生电流显示在示波器上,可以观测悬臂梁的振动情况;另一方面,加速度传感器安装在电磁激振器振动杆上,将加速度传感器与电荷放大器连接,将电荷放大器与数据采集系统连接,并将数据采集系统连接到计算机(PC机)上,操作NI9215数据采集测试软件,得到机械系统的振动响应变化曲线,可以观测电磁激振器的振动信号,并与信号发生器的激励信号作对比。实验中的YD64-310型压电式加速度计测得的加速度信号由DHF-2型电荷放大器后转变为一个电压信号。电荷放大器的内部等效电路如图1所示。

机械原理题目 轮系

第六章轮系及其设计 计算及分析题 1、已知:Z1=30,Z2=20,Z2’=30,Z3 = 25,Z4 = 100,求i1H。 2、图示轮系,已知各轮齿数Z1=18,Z2= Z4=30,Z3=78,Z5=76,试计算传动比i15。 1 2 3 4 5 H 3、在图示轮系中,已知各轮齿数为Z1=Z3=30,Z2=90,Z2’=40,Z3’=40,Z4=30,试求传动比i1H,并说明I、H轴的转向是否相同? 1 I 2 2’ 33’ 4 H

4、在图示轮系中,已知各轮齿数为Z 1 =15,Z 2=20, Z 2’ = Z 3’= Z 4=30, Z 3=40,Z 5= 90,试求传动比i 1 H ,并说明H 的转向 是否和齿轮1相同? 5、在图示轮系中,已知各轮的齿数为Z 1= 20, Z 2=30,Z 3=80, Z 4=25,Z 5=50,试求传动比i 15。 6、在图示轮系中,已知各轮齿数为Z 1=19,Z 2=76, Z 2’= 40,Z 3=20,Z 4= 80,试求传动比i 1H 。 7、在图示轮系中,已知各轮齿数为Z 1= 20,Z 2’= 25,Z 2= Z 3=30,Z 3’= 20,Z 4=75,试求: (1)轮系的传动比i 1H 。 (2)若n 1=1000r/min ,转臂H 的转速n H =? 4 5 1 2 3 H 1 2 2’ 3 4 5 3’

8、已知图示轮系中各轮的齿数Z1=20,Z2=40,Z3=15,Z4=60,轮1的转速为n1=120r/min,转向如图。试求轮3的转速n3的大小和转向。 9、在图示轮系中,已知各轮齿数为Z1= Z3= Z4=20,Z2=40,Z5= 60,n1 = 800r/min,方向如图所示,试求n H的大小及转向。 10、在图示轮系中,已知各轮齿数为Z1=16 ,Z2=24,Z2’= 20,Z3=40,Z3’= 30,Z4= 20,Z5=70试求轮系的传动比i1H。 1 2 3 H 4 5 n 1 1 2 3 2’ 3’ 4 H

振动测试系统

一、振动测试系统 1.主要功能 DASP V10振动测试系统包括信号采集和实时分析软硬件。DASP V10 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 V10 软件既具有多类型视窗的多模块功能高度集成特性,具有操作便捷的特点。基于东方所在各种工程应用领域的长期经验,DASP-V10对各种功能模块重新进行整合,成为一套功能更加全面、操作更加便捷、界面更加美观、性能继续保持领先的动静态信号测试分析系统。DASP V10 软件的每一个模块中均包含了非常多的功能,各种功能可交错使用,在测试和分析的功能和性能上突破了以往信号分析仪的种种限制,与INV系列采集仪配合形成的系统的各项指标均可达到或超过国家高级仪器的标准。DASP V10 软件的所有测试分析结果都可以多种方式输出,包括图形的复制、存盘、打印,数据导出为TXT、CSV、Excel电子表格和Access数据库格式,并可轻松输出图文并茂的Word格式或者Html格式的分析报告。基于DASP V10 的平台上,还可以运行专业模态和动力学分析系统、虚拟仪器库、信号发生器以及针对声学、旋转机械、路桥土木、计量检定等行业的多种软件系统,满足各方面各层次的测试和分析需求。

3.隶属 (1)实验室:水机测控实验室(B01-205/207) (2)负责人:魏德华 二、ANSYS/CFD流体分析软件 1.主要功能 FLUENT、CFX是目前国际上比较流行的商用CFD软件包,国际市场占有率达70%。凡跟流体、热传递及化学反应等有关的领域均可使用。它具有丰富的物理模型、先进的数值方法以及强大的前后处理功能,在航空航天、汽车设计、石油天然气、涡轮机设计等方面都有着广泛应用,包括管路、渠道、流体机械、燃烧、环境分析、油气消散/聚积、喷射控制、多相流等方面的流动计算分析。 2.主要设备 3.隶属 (1)实验室:水机测控实验室(B01-205/207) (2)负责人:石祥钟

机械原理题目---轮系

第六章 轮系及其设计 计算及分析题 1、已知:Z 1=30,Z 2=20,Z 2’=30,Z 3 = 25,Z 4 = 100,求i 1H 。 2、图示轮系,已知各轮齿数Z 1=18, Z 2= Z 4=30,Z 3=78,Z 5=76,试计算传动比i 15。 1 2 3 4 5 H | 3、在图示轮系中,已知各轮齿数为Z 1=Z 3=30,Z 2=90,Z 2’=40,Z 3’=40,Z 4=30,试求传动比i 1H ,并说明I 、H 轴的转向是否相同 — 4、在图示轮系中,已知各轮齿数为Z 1 =15,Z 2=20, Z 2’ = Z 3’= Z 4=30, Z 3=40,Z 5= 90,试求传动比i 1 H ,并说明H 的转向是否 和齿轮1相同 1 I 2 2’ 33’ 4 H

5、在图示轮系中,已知各轮的齿数为Z 1= 20, Z 2=30,Z 3=80, Z 4=25,Z 5=50,试求传动比i 15。 6、在图示轮系中,已知各轮齿数为Z 1=19,Z 2=76, Z 2’= 40,Z 3=20,Z 4= 80,试求传动比i 1H 。 7、在图示轮系中,已知各轮齿数为Z 1= 20,Z 2’= 25,Z 2= Z 3=30,Z 3’= 20,Z 4=75,试求: (1)轮系的传动比i 1H 。 (2)若n 1=1000r/min ,转臂H 的转速n H = | 1 2 2’ 3 4 5 [ 3’ 4 5 1 2 { H 1 2 3 2’ 3’ 4 H

8、已知图示轮系中各轮的齿数Z 1=20,Z 2=40,Z 3=15,Z 4=60,轮1的转速为n 1=120 r/min ,转向如图。试 求轮3的转速n 3 的大小和转向。 @ 9、在图示轮系中,已知各轮齿数为Z 1= Z 3= Z 4=20,Z 2=40,Z 5= 60, n 1 = 800r/min ,方向如图所示,试求n H 的大小及转向。 10、在图示轮系中,已知各轮齿数为Z 1=16 ,Z 2=24, Z 2’= 20,Z 3=40,Z 3’= 30, Z 4= 20,Z 5=70试求轮系的传动比i 1H 。 11、在图示轮系中,已知各轮齿数为Z 1= 15,Z 2=25,Z 2’= 20,Z 3=60,Z 4=10,Z 5=30,n 1=200r/min ,n 3=50r/min ,试求n 1、n 3转向相反时,n 5=。 1 2 3 H 4 5 n 1 1 2 3 H 2’ 3’ \ 45

振动试验基本知识

专业知识 1、振动试验基本知识 1.1 振动试验方法 试验方法包括试验目的,一般说明、试验要求、严酷等级及试验程序等几个主要部分。为了完成试验程序中规定的试验,在振动试验方法中又规定了“正弦振动试验”和“随机振动试验”两种型式的试验方法。 正弦振动试验 正弦振动试验控制的参数主要是两个,即频率和幅值。依照频率变和不变分为定频和扫频两种。 定频试验主要用于: a)耐共振频率处理:在产品振动频响检查时发现的明显共振频率点上,施加规定振动参数振幅的振动,以考核产品耐共振振动的能力。 b)耐予定频率处理:在已知产品使用环境条件振动频率时,可采用耐予定频率的振动试验,其目的还是为考核产品在予定危险频率下承受振动的能力。 扫频试验主要用于: ●产品振动频响的检查(即最初共振检查):确定共振点及工作的稳定性,找出产品共振频率,以做耐振处理。 ●耐扫频处理:当产品在使用频率围无共振点时,或有数个不明显的谐振点,必须进行耐扫频处理,扫频处理方式在低频段采用定位移幅值,高频段采用定加速度幅值的对数连续扫描,其交越频率一般在55-72Hz,扫频速率一般按每分钟一个倍频进行。 ●最后共振检查:以产品振动频响检查相同的方法检查产品经耐振处理后,各共振点 有无改变,以确定产品通过耐振处理后的可靠程度。 随机振动试验

随机振动试验按实际环境要求有以下几种类型:宽带随机振动试验、窄带随机振动试验、宽带随机加上一个或数个正弦信号、宽带随机加上一个或数个窄带随机。前两种是随机试验,后两种是混合型也可以归入随机试验。 电动振动台的工作原理是基于载流导体在磁场中受到电磁力作用的安培定律。 1.2 机械环境试验方法标准 电工电子产品环境试验国家标准汇编(第二版)2001年4月 汇编中汇集了截止目前我国正式发布实施的环境试验方面的国家标准72项,其中有近50项不同程度地采用IEC标准,容包括:总则、名词术语、各种试验方法、试验导则及环境参数测量方法标准。 其中常用的机械环境试验方法标准: (1)GB/T 2423.5-1995 电工电子产品环境试验第2部分:试验方法 试验Ea和导则:冲击 (2)GB/T 2423.6-1995 电工电子产品环境试验第2部分:试验方法 试验Eb和导则:碰撞 (3)GB/T 2423.7-1995 电工电子产品环境试验第2部分:试验方法 试验Ec和导则:倾跌与翻倒(主要用于设备型产品) (4)GB/T 2423.8-1995 电工电子产品环境试验第2部分:试验方法 试验Ed和导则:自由跌落 (5)GB/T 2423.10-1995 电工电子产品环境试验第2部分:试验方法 试验Fc和导则:振动(正弦) (6)GB/T 2423.11-1997 电工电子产品环境试验第2部分:试验方法 试验Fd:宽频带随机振动——一般要求 (7)GB/T 2423.12-1997 电工电子产品环境试验第2部分:试验方法

2016年《振动测试实验》综合练习题 (2)

2016年《振动测试实验》综合练习题 1、关于振动传感器,请回答以下问题: 1)振动传感器主要有那些类型?哪种传感器目前使用最广泛? 答:①振动传感器按所测机械量分为位移传感器、速度传感器、加速度传感器、力传感器、应变传感器、扭振传感器、扭矩传感器。 ②目前使用最广泛的是加速度传感器。 2)加速度传感器安装方式有哪些?对于飞机空中振动环境测试,你认为哪几种安装方式较合适? 答:①加速度传感器安装方式:刚螺栓连接、胶合螺栓、石蜡粘接、双面胶、永久磁铁。 ②对于飞机空中振动环境测试,用刚螺栓连接、胶合螺栓较合适。 3)加速度传感器和力传感器的主要技术指标? 答:(1)灵敏度:电信号输出与被测运动输入之比。加速度传感器的灵敏度通常为V/g或PC/ms-2、V/ms-2。力传感器的灵敏度通常为V/N。(2)频率响应特性(包括幅频特性和相频特性)。(3)动态范围:可测量的最大振动量与最小振动量之比。下限取决于连接电缆和测量电路的电噪声,上限取决于传感器的结构强度。(4)横向灵敏度:垂直于主轴的横向振动也会使传感器产山输出信号。该信号与主轴灵敏度的百分比为横向灵敏度。(5)幅值线性度:实际传感器的输出信号只在一定幅值范围内与被测振动成正比(即保持线性特性)。在规定线性度内可测幅值范围称为线性范围。 4)一般振动数据采集设备最大输入电压为10伏。测量一结构加速度响应,加速度最大值预估约为20g,现有加速度传感器甲(灵敏度:50mv/g)、乙(灵敏度:500mv/g)各一只,选用哪一个传感器?请说明理由。 答:灵敏度等于输入电压除以加速度为10V/20g = 500 mv/g,所以选择乙传感器。 2、关于激振器,请回答以下问题: 1)常用的激振器安装方式有哪两种?两种安装方式的分别有何技术要求? 答:①常用的激振器安装方式:刚性支承、柔性悬挂。 ②刚性支承安装要求:垂直向、横向、纵向支承刚度足够大。 支承系统(激振器+支架)的最低阶固有频率>试验件最高阶固有频率。 柔性悬挂安装要求:垂直向、横向、纵向支承刚度足够小。

汽轮机叶片振动测量方法概述

汽轮机叶片振动测量方法概述 Xxx 摘要:总结了汽轮机叶片振动测量技术的研究状况,分析比较了用于汽轮机叶片振动测量的各种测量方法。非接触测量方法可以实现对整级中的所有叶片进行在线监测,具有接触测量方法无可比拟的优点,非接触测量法将是今后我国动态叶片振动监测技术的发展方向。 Summarization of Measurement Methods for Vibration of Steam Turbine Blade Xxx Abstract: In this paper, the historical and current developments of measurement technology of vibration for steam turbine blade are summarized. To compare with contact measurement technology, noncontact measurement technology has an obvious advantage, and it enables each blade of a whole stage to be detected online. Non-contact measurement method has good prospects for the future development of blade vibration monitoring techniques. Keywords: steam turbine; blade; vibration; measurement 引言 叶片是汽轮机中主要的工作部件,其承担着将蒸汽的热能转化为机械能的重要任务。汽轮机运行中,叶片不仅要承受离心拉应力,蒸汽弯曲应力及叶片振动所产生的动应力,某些级的叶片还要受到蠕变损伤、固体颗粒磨蚀或湿蒸汽腐蚀等侵害,其工作条件非常复杂,叶片事故时有发生。统计资料表明,叶片事故约占汽轮机事故率的40%,叶片事故不但降低了整个汽轮发电机组的可用率,还造成巨大的直接和间接经济损失。为了保证叶片的安全运行,目前常采用的是定期维修方法,即预防维修,但由于实际运行中影响叶片安全性的因素很多,如机组结构特点、阻尼、运行方式、电网周波、蒸汽参数等,且有些因素又无法定量估算,故叶片的准确状态很难估计。因此采用定期维修方法,要么维修过剩,造成浪费;要么维修不足,造成重大经济损失。随着科技的进步,机组运行水平的不断提高,机组设备维修正逐渐从事故维修和定期维修向状态维修发展,而状态维修的关键主要是依靠监测手段的完备,其中汽轮机转动部件状态的在线监测占有非常重要的地位。一般通过对转动部件振动的监测可推断出其所处状态,目前对汽轮机转子振动在线监测技术方法、装置已经很成熟,但对叶片振动在线监测目前还没有一个有效的方法,随着汽轮机单机功率的增加,末几级叶片越来越长,叶片又工作在湿蒸汽环境,且经常处于变工况运行,工作条件十分恶劣,叶片发生事故的危险性增加,叶片状态在线监测技术方法的研究越来越迫切。汽轮机叶片振动测量,一直是人们所力求解决的一个难题。从20世纪30年代美国西屋公司采用反光镜首先对运行中的汽轮机叶片振动进行测量以来,研究人员先后采用不同方法在这方面进行了探讨,并取得了一些成果。 1 汽轮机叶片振动测量技术 汽轮机叶片振动振幅和频率的测量,自汽轮机诞生以来,一直是人们所力求解决的难题。随着汽轮机功率的增加,末级叶片的加长,这个问题更加重要,其测试技术从光学方法、应变片-集流环或无线电遥测系统到非接触测量方法,得到了迅速发展。对叶片振动测量方法可分为接触测量与非接触测量两种方法。 1.1叶片振动接触式测量方法 在接触式测量方法中,被测叶片与振动信号拾取元件是直接接触的,主要方法有:光学方法、应变片-集流环和无线电遥测法。 1.1.1 光学测量方法 西屋公司于1934 年首先使用了光学系统对运行中的汽轮机叶片振动进行测量。它将一束光从轴的一侧射入,经轴中心孔反射镜,由中心反射镜反射到粘贴于叶片顶部附近的小反射镜上,然后通过该小反射镜把光线反射回中心反射镜,再由轴中心孔反射到荧屏上进行观察或照相。该方法成功用于实验室和现场20 多年。 1.1.1 应变片-集流环或遥测系统

机械原理轮系及其设计

机械原理轮系及其设计

14.在 图 示 的 轮 系 中, 已 知 各 轮 齿 数 为z z z z z 1235620=====, 已 知 齿 轮1、4、5、7 为 同 轴 线, 试 求 该 轮 系 的 传 动 比 i 17。 15.在 图 示 万 能 刀 具 磨 床 工 作 台 横 向 微 动 进 给 装 置 中, 运 动 经 手 柄 输 入, 由 丝 杆 传 给 工 作 台。 已 知 丝 杆 螺 距 P=50 mm , 且 单 头。z z 1219==,z 318=,z 420=, 试 计 算 手 柄 转 一 周 时 工 作 台 的 进 给 量s 。 16.在 图 示 行 星 搅 拌 机 构 简 图 中, 已 知z 140 =,z 220=,ωB =31 rad/s , 方 向 如 图。 试 求: (1) 机 构 自 由 度 F ; (2) 搅 拌 轴 的 角 速 度ωF 及 转 向。

17.图 示 磨 床 砂 轮 架 微 动 进 给 机 构 中,z z z 12416===,z 348=, 丝 杠 导 程 s =4 mm , 慢 速 进 给 时, 齿 轮1 和 齿 轮2 啮 合; 快 速 退 回 时, 齿 轮1 与 内 齿 轮4 啮 合, 求 慢 速 进 给 过 程 和 快 速 退 回 过 程 中, 手 轮 转 一 圈 时, 砂 轮 横 向 移 动 的 距 离 各 为 多 少? 如 手 轮 圆周 刻 度 为200 格, 则 慢 速 进 给 时, 每 格 砂 轮 架 移 动 量 为 多 少? 18.图 示 轮 系 中,z z 13 25==,z 5100=,z z z 24620===, 试 区 分 哪 些 构 件 组 成 定 轴 轮 系? 哪 些 构 件 组 成 周 转 轮 系? 哪 个 构 件 是 转 臂H ? 传 动 比i 16=? 19.在 图 示 的 轮 系 中, 已 知 齿 轮1 的 转 速n 1 120= r/min , 转 向 如 图 所 示, 而 且 z 140=, z 220=, 求: (1)z 3=? (2)n 30=时, 齿 轮2 的 转 速n 2=?( 大 小 和 转 向) (3)n 20=时, 齿 轮3 的 转 速n 3=?( 大 小 和 转 向)

振动测试实验

转子实验报告测量和分析参数: 通道数: 4 ; 采样频率: 2048Hz ; dt: 0.488281ms 数字跟踪滤波设置:不滤波 通道参数 表1: 通道参数 结果图形:

转子实验报告测量和分析参数: 通道数: 4 ; 采样频率: 2048Hz ; dt: 0.488281ms 数字跟踪滤波设置:不滤波 通道参数 表1: 通道参数 结果图形:

转子实验报告测量和分析参数: 通道数: 4 ; 采样频率: 2048Hz ; dt: 0.488281ms 数字跟踪滤波设置:不滤波 通道参数 表1: 通道参数 结果图形:

小结 本次实验为DASP(柔性转子实验),实验的目的是为了:①了解轴系挠度曲线与转 子转速变化关系;②观察转子在临界速度时的振动现象,振动幅值的变化情况;③测出临界 转速下柔性转子的一阶振型。 本次实验的变量为柔性转子不同转数500r/min、1000r/min、1500r/min,其余为不 变量。通过实验所生成的图表,可以直观明了的看到,随着转数的增加,柔性转子的轴心轨 迹由橄榄形(500r/min)→蝌蚪形(1000r/min)→包子形(1500r/min)。而其水平、垂直 位移的波形曲线也变的紧促、光滑和圆润。 通过本次实验,可以为摩托车发动机轴系结构的振动问题的研究,提供一定事实依据。也为我们研究此类问题做了一个很好的铺垫。 本次实验的实验仪器和设备为重庆科技学院提供,来源于东方振动和噪声技术研究所INV1612型(多功能柔性转子实验系统)。 小结 本次实验为单通道频谱分析,实验的目的是为了研究不同频率段的简支梁的振动情况。同时,测出此简支梁的共振点。 本次实验的变量为不同频率40Hz、45Hz、50Hz,其余为不变量。实验中,主要测得 了在不同频率的振动下的加速度、速度、位移,从而直观的反应出不同频率下的振动的能量 的大小。从实验的图形结果分析,可知在不同频段下的振幅表现为正态分布的特点。在梁的 共振频率段的振幅表现的最为强烈,而在低于或高于共振频率段的振动能量呈现出衰减的事态。 通过本次实验,可以为摩托车车架结构的振动问题的研究,提供一定事实依据。也为 我们研究此类问题做了一个很好的铺垫。 本次实验的实验仪器和设备为重庆科技学院提供,来源于东方振动和噪声技术研究所INV1601型(振动与控制教学实验系统)。

振动试验系统现状与发展

振动试验系统现状与发展 振动试验的目的在于确定所设计、制造的机器、构件在运输和使用过程中承受外来振动或者自身产生的振动而不至破坏,并发挥其性能、达到预定寿命的可靠性。随着对产品,尤其是航空航天产品可靠性要求的提高,作为可靠性试验关键设备的振动试验系统的发展显得越来越重要。 60年代,702所为满足航天产品振动试验的需要,开始了振动试验系统的研制,包括推力10N至100kN的振动台及各种振动测量仪表和传感器。目前,702所的振动试验设备不仅在航天领域而且在其他行业发挥着作用,成为该所的一项重要民品。用于振动试验的振动台系统从其激振方式上可分为三类:机械式振动台、电液式振动台和电动式振动台。从振动台的激振方向,即工作台面的运动轨迹来分,可分为单向(单自由度)和多向(多自由度)振动台系统。从振动台的功能来分,可分为单一的正弦振动试验台和可完成正弦、随机、正弦加随机等振动试验和冲击试验的振动台系统。以下笔者对各种振动台,主要对电动振动台,及其辅助设备的结构、性能和成本的现状及发展等进行简单的论述。 1.机械式振动台 机械式振动台可分为不平衡重块式和凸轮式两类。不平衡重块式是以不平衡重块旋转时产生的离心力来激振振动台台面,激振力与不平衡力矩和转速的平方成正比。这种振动台可以产生正弦振动,其结构简单,成本低,但只能在约 5Hz~100Hz的频率范围工作,最大位移为 6mm峰-峰值,最大加速度约10g,不能进行随机振动。 凸轮式振动台运动部分的位移取决于凸轮的偏心量和曲轴的臂长,激振力随运动部分的质量而变化。这种振动台在低频域内,激振力大时,可以实现很大的位移,如100mm。但这种振动台工作频率仅限于低频,上限频率为20Hz左右。最大加速度为3g左右,加速度波形失真很大。 机械式振动台由于其性能的局限,今后用量会越来越小。 2.电液式振动台 电液式振动台的工作方式是用小的电动振动台驱动可控制的伺服阀,通过油压使传动装置产生振动。这种振动台能产生很大的激振力和位移,如激振力可高达104kN,位移可达2. 5m,而且在很低的频率下可得到很大的激振力。大激振力的液压台比相同推力的电动式振动台价格便宜。电液台的局限性在于其高频性能较差,上限工作频率低,波形失真较大。虽然可以做随机振动,但随机振动激振力的rms额定值只能为正弦额定值的1/3以下。这种振动台因其大推力、大位移可以弥补电动振动台的不足,在未来的振动试验中仍将发挥作用,尤其是在船舶和汽车行业会有一定市场。 3.电动式振动台

风机转子异常振动的判断

风机转子异常振动的判断 摘要:风机工厂使用的关键设备,风机稳定运行尤为重要,而风机有不平衡、轴弯曲、共振、不对中、松动等等故障,我们要用不同的检测手段和方法进行区分,进而快速的判断出故障的类型。 关键词:风机;不平衡;共振;轴弯曲 前言 风机是工厂排风、通风,提高流体能量所必须的设备,因此风机工作的稳定就显得尤为重要。引起风机振动的因素有很多,其中不平衡为最常见诱因,据统计使用过程中质量不平衡引起的机械振动增大占70% 。所以现场多数情况下对风机转子进行在线动平衡处理,但是有些情况下动平衡处理并不能解决问题,因为轴的热弯曲、共振、转子裂纹等故障特征与不平衡特征相似。这些故障容易让测试人员误认为转子不平衡,从而导致设备故障不能有效地解决。所以我们要对这些故障加以区分,找出其中的不同,有针对性的解决风机转租异常振动的故障问题。 1.风机转子不平衡的判定及处理 1.1不平衡的判定 1.1.1风机转子不平衡主要表现为时域波形近似正弦波,主要振动频率为转频,轴心轨迹呈椭圆,水平径向和垂直径向方向相位相差180°,检测时振动幅值比较稳定。轴心轨迹和相位的判断需要双通道仪器及转速传感器才能进行数据采集,现场振动测试判断不够便捷。现场实际故障诊断时主要是依靠振动频率和时域波形进行判断,这两项数据采集方式简单,故障分析较快捷。多数情况下可以通过这两种方法判定为风机转子不平衡。 1.1.2以三烧主抽风机为例,电机功率5200KW,风机转速为1000rpm,叶片数13,转频为1000rpm/60,及16.67Hz。 1.2风机转子存在不平衡,可以拆除转子做离线平衡,也可以利用检修时间进行在线平衡。离线平衡需要拆除风机转子,托运到指定位置,做完平衡后在进行安装,时间较长。转子运输过程中不能存在磕碰现象,并且离线平衡转速一般低于工作时转子转速。在线平衡不用拆装、托运转子,时间较短,并且是在转子工作转速下进行动平衡处理,更符合现场工作状况,平衡效果更好。 2.风机转子轴弯曲产生原因及实例 2.1风机转子轴弯曲产生原因

振动测试必须知道的27个基本常识59388

振动测试必须知道的27个基本常识 (2015-12-16 10:52:39) 转载▼ 标签: 杂谈 1、什么是振动 振动是机械系统中运动量(位移,速度和加速度)的振荡现象。 2、振动实验的目的 振动试验的目的是模拟一连串振动现象,测试产品在寿命周期中,是否能承受运输或使用过程的振动环境的考验,也能确定产品设计和功能的要求标准。振动试验的精义在于确认产品的可靠性及提前将不良品在出厂前筛检出来,并评估其不良品的失效分析使其成为高水平,高可靠性的产品。 3、振动分几种 振动分确定性振动和随机振动两种。 4、什么是正弦振动 能用一项正弦函数表达式表达其运动规律的周期运动。例如凡是旋转、脉动、振荡(在船舶、飞机、车辆、空间飞行器上所出现的)所产生的振动均是正弦振动。 5、正弦振动的目的 正弦振动试验的目的是在试验室内模拟电工电子产品在运输、储存、使用过程中所遭受的振动及其影响,并考核其适应性。 6、正弦振动的试验条件 正弦振动试验的验条件(严酷等级)由振动频率范围、振动量、试验持续时间(次数)共同确定。 7、什么是振动频率范围 振动频率范围表示振动试验由某个频率点到某个频率点进行往复扫频。例如:试验频率范围5-50Hz,表示由5Hz到50Hz进行往复扫频。 8、什么是频率 频率:每秒振动的次数.单位:Hz。 9、什么是振动量

振动量:通常通过加速度、速度和位移来表示。加速度:表示速度对时间倒数的矢量。加速度单位:g或m/s2速度:在数值上等于单位时间内通过的路程位移:表示物体相对于某参考系位置变化的矢量。位移单位:mm 10、什么是试验持续时间 振动时间表示整个试验所需时间,次数表示整个试验所需扫频循环次数。 11、什么是扫频循环 扫频循环:在规定的频率范围内往返扫描一次:例如:5Hz→50Hz→5Hz,从5Hz 扫描到50Hz后再扫描到5Hz。 12、什么是重力加速度 重力加速度:物体在地球表面由于重力作用所产生的加速度。1gn=10m/s2(GB/T 2422-1995 电工电子产品环境试验术语) 13、扫描方式分几种 线性扫描:是线性的,即单位时间扫过多少赫兹,单位是Hz/s或Hz/min,这种扫描用于细找共振频率的试验。对数扫描:频率变化按对数变化,扫描率可以是oct/min ,对数扫描的意思是相同的时间扫过的频率倍频程数是相同的。 14、什么是扫描速度 扫描速度(sweep speed):指从最低频率扫描到最高频率的速度。有以下几种:1)oct/min:多少倍频程每分钟。例:1oct/min,5Hz到10Hz需1分钟,10Hz到20Hz需1分钟。2)min/sweep:多少分钟每次扫频。例:5-500Hz,扫描速度:1分钟/sweep,表示从5Hz到500Hz需1分钟。3)Hz/s:多少Hz每秒。例:5-10Hz,扫描速度:1Hz/s,表示5Hz到6Hz需1秒,6Hz到7Hz需1秒。 15、振动试验中有几个方向 除有关规范另有规定外,应在产品的三个互相垂直方向上进行振动试验。一般定义产品长边为X轴向,短边为Y轴向,产品正常摆放上下为Z轴向。 16、什么是交越频率 交越频率:在振动试验中由一种振动特性量变为另一种振动特性量的频率。如交越频率由等位移——频率关系变为等加速度——频率关系时的频率。 17、为什么要共振搜寻 一般待测物上有各种零组件,而每一个不同的零组件,皆有其不同的共振频率,同时会因形状、重量、固定方式不同而在振动发生时产生不同的共振频率及放大

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