德国MP国际公司8通道振动噪声及模态测试系统技术参数货物名称.doc
德国M+P 国际公司8 通道振动噪声及模态测试系统技术参数
1.货物名称及要求：
进口品牌（国际知名品牌），德国M+P 国际公司8 通道振动噪声及模态测试系统
2.用途说明：
2.1 针对电磁和液压振动系统的振动测试，支持所有测试模式；
2.2 机械系统的噪声&振动分析；
2.3 结构动力学测试、模态分析、冲击试验；
2.4 旋转机械测试；
2.5 标准工程服务；
2.6 过程数据采集和过程监测。
3.系统概述：
该仪器具有良好的性能及可靠性，技术先进，能够满足试验标准。仪器操作、使用、维修方便，具有良好的人机界面及用户编程能力。
3.1 概述
1、本套系统、坚固、可靠、低功耗、完全按美军标设计、德国制造，满足美军标MIL-810F。源于德国人严谨的作风和朴实的性格，产品的每个部件的加工和工艺都经过严格的审查，对于任何一个模块出厂前都经过严格的测试和检查，产品可靠性度高。
2、以最新一代的集成电路(IC)技术为基础，为出色的高精度测试和实时性能提供了强有力的保障。
3、配备了24 位Sigma-Delta A/D 转换器，采样速度高达102.4Khz/ch，其在0-46Khz 内都具有非常好的抗混叠性能，动态范围可达158dB 以上, 每通道硬件DSP 实时计算。
4、整体结构紧凑、坚实，机箱方便实用，且防尘设计为在室内及室外任何恶劣环境下使用提供了有效的保证。
5、为台式PC 和笔记本电脑提供了USB2.0 接口，电源可使用交流或9-36V 的直流供电，便于车内使用，体现了很高的便携性和适应环境的能力。
6、全面的校准证书，且可以通过clock in /clock out 接口将多个VibPilot叠加在一起，为后续通道的扩展带来了便利。
7、本套系统可作为测试信号过程监测系统使用，同时也可作为振动控制系统，只需增加相应的振动控制软件模块即可，硬件不需要再购买。
3.2系统组成
1、m+pVib Pilot 8通道振动控制系统硬件前端
2、振动噪声及模态测试软件m+pSmartOffice V4.2
3、模态力锤及传感器等附件
3.3系统主要特点
1、控制系统基于Windows界面易学易用，操作稳定，系统生成报告的功能强、效率高
2、振动台体具有冷却效果好，能长期工作、波形畸变小、高承载、导向性能好等突出有优点
3、产品的每个部件的加工和工艺都经过严格的审查，对于任何一个模块出厂前都经过严格的测试和检查，产品可靠性度高
4、坚固可靠的控制前端：VibPilot是m+p公司的紧凑型4/8通道硬件平台，它基于最新一代的IC技术，在信号分析方面具有高精度测量能力和出色的实时性能。VibPilot配备了24位Sigma-Delat A/D转换器，采样率高达102.4kHz/CH，使其在0-46kHz内具有非常好的抗混叠性能，动态范围可达158dB以上。坚固防尘的设计，使VibPilot可以在室内或室外任何恶劣环境下使用。无风扇和无噪音的运行，为测量提供了一个非常理想的测试环境。通过一个时钟即可使两个VibPilot设备同步操作，这样为技术测试工程师提供了极大的灵活性。
4.主要技术规格及要求:
4.1 数据采集硬件技术规格：VibPilot 8通道
1、输入通道：8 通道（可扩展）
2、频率范围：46KHz
3、采样速度：102.4KHz/每通道
4、采样精度：24 位Sigma-delta ADC
5、系统内置独立硬件DSP
6、动态范围：158dB
7、频率分辨率误差：±0.01%
8、频谱幅值示值误差：±2%
9、输入幅值精度：优于0.2% @ 1kHz
10、相位匹配：优于0.2°@10kHz
11、任意通道间抗串扰：小于-116dB
12、通道相位误差优于±0.2o@10kHz
13、通道一致性幅值比：优于0.1dB
14、功率谱密度示值误差：优于±4%
15、自相关函数幅值误差：优于±4%
16、幅值线性误差：≤0.025%
17、输入方式：ICP 输入，AC，DC 或Floating 耦合，独立信号模块，避免计算机的电磁噪声干扰，提高测试精度，支持智能传感器输入
18、抗混滤波：200dB/倍频程
19、过电压保护：40V
20、驱动信号：±10V，
21、AC、DC、ICP 耦合方式
22、2 个通道任意信号源输出
23、两个信号源输出通道，可做为激振器等源信号输出
24、每通道24 位DAC，动态范围120dB
25、最大输出信号带宽20 kHz
26、2 通道信号并行输出，通道间互不相关
27、输出波形：各种随机、正弦信号
28、电压输出范围：±300mV 到±10V
29、2 个转速输入通道，32 位精度
30、支持两种脉冲信号输入模式：模拟脉冲电压输入；RS485 数字脉冲输入
31、模拟信号输入采样率204.8kHz
32、数字信号输入时钟频率800MHz
33、8 个数字输入通道和8 个数字输出通道，TTL (H：> 2.4 V，L：< 0.8 V)
34、无风扇和低噪声
35、可支持9V-36V 直流供电、便于车载使用
36、支持USB 2.0
37、AC/DC 供电、20W 低功率
38、冲击性能：60gpk(3 方向11ms 锯齿波冲击），抗振性能：7.7grms（20-2kHz 随机振动）满足美国军方标准MIL-STD-810F 的要求
39、机箱具有电磁兼容防护设计，满足电磁兼容标准：EN61010 & EN60950, EN50081-1, EN50082-1
40、防尘防水防盐雾标准：IP32
41、工作温度范围: -15 到+70 摄氏度
42、结构紧凑、坚固、防尘低功率、德国制造
4.2 M+P SmartOffice软件
SmartOffice是m+p international 的振动、噪声测试，数据分析，报告创建的一个大型软件平台。该软件为可扩展平台，提供信号处理，模态分析，振动测试，声学测试、旋转机械分析和通过噪声测试等模块。SmartOffice可支持导入多达20 多种不同标准的N&V 数据格式，可以在测试现场、实验室或办公室进行实时数据采集，分析测量结果、创建报告等。
SmartOffice家族推出新一代的SO 4.2，并行数据处理方式可提供高吞吐量的数据记录能力，并可同时在线实现倍频程分析，阶次跟踪，频谱分析等操作。强大的后处理器同样也提供了快速简单的后测试分析，而不需要重新执行测试。
SmartOffice是进行精确高效的振动、噪声测量的理想选择。第三方数据的导入/导出、测量数据分析和报告创建都可以在同一个软件包中完成。SmartOffice支持台式机或笔记本的运行环境，可广泛应用于振动、噪声测量现场、测试实验室和办公室中。SmartOffice支持多种前端输入方式（如USB, VXI 等），提供小到4 个，多至上千个输入通道解决方案。
SmartOffice软件提供大量的测量、分析选件可供选择，为目前的动态信号分析(DSA)应用提供最广泛的支持。
大量的可供选择的不同测试分析模块（SmartOffice）广泛的应用于当今几乎所有结构动态信号分析（DSA）领域中：
1、实时FFT 分析和时间历程数据采集
2、ODS 锤击法试验、几何建模和工作
3、变形分析
4、模态分析（几何建模、工作变形分析ODS（时域和频域）、单自由度分析SDOF、多自由度分析MDOF、模态模型校验（Modal ）
SmartOffice可运行在台式机或笔记本计算机上，专为现场、实验室的NVH 应用而设计。它支持绝大多数类型的测试前端设备（USB/PCI/PXI/VXI/LXI）、支持4 到上千个通道的应用。模块化的软硬件架构使您能够根据您的特殊要求对SmartOffice进行自由配置，用最小的投资取得最佳的收益。
采用模块化的软件及硬件设计，使得用户可以对SmartOffice进行个性化配置以满足特殊需求，这意味着用户可以用最小的投资获得最高的性能回报，此外，所有的软件模块都共享一个通用的用户界面。4.2.1 m+pSmartOffice DSA – Measure 动态数据信号采集和实时分析显示
1、20 通道实时动态通道示波器显示，测量前可以在时、频、和1/3 倍频域中检查信号是否正常；
2、20 通道振动噪声测量信号并行实时采集分析，及实时数据存储；
3、显示和报告：2D/3D、彩色图显示和多种绘图报告打印输出等，可以和Word、ppt紧密集成，快速完成试验和分析报告。
4、在实时在线处理的同时，可以连续记录各通道原始的时间历程数据到计算机硬盘，作为数据文件，可以进行各种后处理和分析，实时FFT 谱线；
5、对参考通道和响应通道可以设置不同的窗函数；
6、*在线实时多功能测量、显示和分析（同步）：时间波形、线性谱、频响函数、倍频程、互相关、自相关、互功率谱、自功率谱、具有几何建模和ODS 分析功能等。
4.2.2 m+pSmartOffice e-Report SmartOffice软件核心
1、所有的软件模块都共享一个通用的用户界面，所有的软件操作都在同一个用户界面内完成，无需数据的导入导出。
2、可支持多达20 种以上的数据格式，不仅支持m+p公司自身的硬件前端，也可支持第三方硬件实时数据采集，如NI（4496,4498,4499,9234），Teac，VTI（1432,1435,1436,1434）等。
3、可以方便的浏览、观察和分析各种数据并生成报告。
4、在WORD 或Power Point 中实时浏览和修改报告
5、进行各种数学运算，如互相关、自相关以及FFT分析等。
6、用户可基于VB 进行二次开发。
7、可完成模态几何外形的生成和工作变形分析。
8、可在WORD 中自动生成试验报告，报告格式和数据格式可由用户自定义。
9、数据接口功能： SDF、SOP、UFF、TRN、TSN、UNV、Matlab和Wav 等格式。
4.2.3 Add n-times 16 input channels drivers to support a total of up to 32/48/64/channels
驱动支持所有硬件产品前端，可显示所有系统硬件的设置，自动探测系统硬件和前端配置的改变。4.2.4 m+pSmartOffice Impact Test – Measure 锤击法模态试验、几何建模、ODS分析
1、锤击法试验模块包括了许多方便的工具：如力锤或传感器的选择，测量点的选择，二次锤击检测和剔除，力窗和指数窗的定义，以及用户自定义的测量显示方式。
2、提供了带有指数衰减的力窗函数，可以有效避免锤击法测试过程中的频响函数的计算误差。
3、自动自由度识别和节点排序，在用户定义的间隔时间内自动剔除无效测量点和自动存储数据，减少键盘操作。所有这些对于锤击法试验中大型结构或高难度测点是极为有用的。
4、可以方便的为自动化数据采集、检索数据、分类及报告，自定义数据头文件信息。
5、简单的参数化选取，可在通道内选择工程单位、输入方式和传感器参数的校准。
6、通道类型：激励、响应、闲置，耦合方式：AC 或DC 耦合、电压输入范围、偏置、预增益。
7、力锤可动或传感器可动两种测量方式，方便的选择测量点和测量方向.
8、由部件组成为模态分析的几何模型可从一种简单的逐步的方法来生成：部件的定义、可以以点、线、面来描述。几何模型也可从一般的UNV/UFF 文件导入。
9、几何模型支持不同的坐标系：直角坐标、圆柱坐标或球坐标，几何模型的部件可以用不同的颜色显示，几何模型部件可以绕X、Y、Z 轴转动，支持主/从节点功能，可以利用测量点来计算从动点的模态振型，一个节点可以从属于其他一个或两个主节点，输入的传感器或节点方向也可作为旋转轴。
10、通过鼠标来创建线和面, 或者通过输入图表数据来创建线和面。在创建几何时我们也可以旋转、重构和移动几何。
11、工作变形(ODS)分析用来形象的表示结构在稳定工况下的变形。不同于模态分析, 不需要有深入的力学知识。数据的来源可以是时间历程、谱、互功率谱或测量的传递函数。几何和对应的测量数据是工作变形分析的唯一要求。任何一次的测量可很容易地对结由一个简单的参考。测量的数据和几何可以同时显示，从而进行不同频率下或扫频下的ODS 分析。当结构动画时, 可以同时提取显示数据的模态，浏览数据或查找数据的下一个峰值，工作变形分析可以基于时域或频域数据。
12、在线的实时显示不同频率下的工作变形，手工的光标定位或自动扫频通过调整扫频速度。自动光标峰值查找。
4.2.5 SmartOffice Advanced Modal- Analysis 高级模态分析
模态分析模块是一套功能强大完整的工具包，可进行观测、分析和发布机器或其它机械结构的振动特性。SO Modal 软件可进行ODS（时域和频域工作变形）、SDOF（单自由度）和MDOF（多自由度，Polyreference Time Domain (PTD 多参考点时域法)、least-squares complexexponential (LSCE 最小二乘复指数法)、complex mode indication function (CMIF 复模态指示函数法)、MPSPM 方法(识别密集模态，对大阻尼结构尤其适用)、Multiple Reference LeastSquares Frequency Domain algorithm-LSFD 多参考点最小二乘频域法）模态分析等，试验方法包括了锤击法、激振器法SISO、SIMO、MIMO 及步进正弦试验方法。具有各种模态参数质量的评价方法：如稳态图、MAC 模态置信度及模态置信图表、模态参与因子。
4.3 模态力锤及传感器等附件
4.3.1 m+p 3097A2 ICP 型单向加速度传感器（7套）
灵敏度：± 100mV/g
量程：± 50g
重量：4.3 grams
冲击：5000 g
频响(±5%)：0.3-5000Hz
温度：-51~82℃
安装方式：5-40 螺孔
线缆长度：6米。
4.3.2 m+p 5800B4 ICP 型模态力锤（1套）
灵敏度：2.3 mV/N；
测量范围：±2224N pk；
线缆接口：BNC/BNC；
线缆长度：6米。
4.4 笔记本工作站 (1台）
操作系统：Windows 7
CPU型号：i5-5200U
硬盘容量：500GB
内存容量：4GB
显存容量：独立2GB
屏幕规格：14.0英寸
5.技术及维修服务，培训要求及其它
系统安装，培训和最终验收等由M+P工程师完成。系统安装验收后一年内免费硬件系统维护，软件升级、产品上门服务。
6.其他事项
无。
噪声控制复习题及答案
《环境噪声控制工程》复习题及参考答案 一、名词解释 1、噪声：人们不需要的声音（或振幅和频率紊乱、断续或统计上无规则的声音）。 2、声功率：单位时间内声源向周围发出的总能量。 3、等效连续A 声级：等效于在相同的时间间隔T 内与不稳定噪声能量相等的连续稳定噪声的A 计权声级。 4、透声系数：透射声功率和入射声功率的比值。 5、消声器的插入损失：声源与测点之间插入消声器前后，在某一固定测点所得的声压级的差值。 6、减噪量：在消声器进口端测得的平均声压级与出口端测得的平均声压级的差值。 7、衰减量：在消声器通道内沿轴向两点间的声压级的差值。 8、吸声量：材料的吸声系数与其吸声面积的乘积，又称等效吸声面积。 10、响度：与主观感觉的轻响程度成正比的参量为响度，符号为N ，单位为宋（sone ）。 11、再生噪声：气流与消声器内壁摩擦产生的附加噪声。 12、混响声场：经过房间壁面一次或多次反射后达到受声点的反射声形成的声场。 13、噪声污染：声音超过允许的程度，对周围环境造成的不良的影响。 14、声能密度：声场内单位体积媒质所含的声能量。 15、声强：单位时间内，垂直于声波传播方向的单位面积上所通过的声能。 16、相干波：具有相同频率和恒定相位差的声波称为相干波。 17、不相干波：频率不同和相互之间不存在恒定相位差，或是两者兼有的声波。 18、频谱：频率分布曲线，复杂振荡分解为振幅不同的谐振荡，这些谐振荡的幅值按频率排列的图形叫频谱。 19、频谱图：以频率为横坐标，声压级为纵坐标，绘制出的图形。 20、吸声系数：材料吸收声能（包括透射声能）与入射声能之比。 21、级：对被量度的量与基准量的比值求对数，这个对数被称为被量度的级。 22、声压级：p L =10lg 20 2p p =20lg 0p p (dB) （基准声压0p 取值2510-?Pa ） 23、声强级：I L =10lg 0 I I (dB)（ 基准声强0I 取值1210-W/m 2） 24、声功率级：w L =10lg 0W W (dB) （ 基准声功率0W 取值1210-W ） 25、响度级：当某一频率的纯音和1000Hz 的纯音听起来同样时，这时1000Hz 纯音的声压级就定义为该待定纯音的响度级。符号为L N ，单位为方（phon ）。 26、累计百分数声级：噪声级出现的时间概率或累积概率，L x 表示x%的测量时间所超过的声级，更多时候用L 10、L 50、L 90表示。 27、吸声材料：是具有较强吸声能力，减低噪声性能的材料。 28、直达声场：从声源直接到达受声点的直达声形成的声场。 29、扩散声场：有声源的房间内，声能量密度处处相等，并且在任何一点上，从各个方向传来的声波几率都相等的声场。 30、混响半径：直达声与混响声的声能密度相等的点到声源的临界距离。 31、混响时间：声能密度衰减到原来的百万分之一，即衰减60dB 所需的时间。
工程振动——模态分析、多自由度系统振动响应
1.复习模态分析理论 1.1单自由度系统频响函数（幅频、相频、实频与虚频、品质因子等） 系统的脉冲响应函数h(t)与系统的频响函数H(ω)是一对傅里叶变换对，与系统的传递函数H(s)是一对拉普拉斯变换对。即有： i ()()e d t H h t t ωω-∞ =? -∞ 1i () ( )e d 2π t h t H ωωω -∞ =?-∞ ()()e d 0 st H s h t t -∞ =? 1 i () ( )e d i 2πi st h t H s σωσ+∞=? -∞ 复频率响应的实部 2 1(/)R e [()]22 2 [1(/) ](2/)n H n n ωωωωω ξωω-= -+ 复频率响应的虚部 2/Im [()]22 2 [1(/)](2/) n H n n ξωω ωωω ξωω =- -+ 单自由度系统频响函数的各种表达式及其特征1 (w )2H k m w j k η=-+，对频响函数特征的描述 采用的几种表达式 1）幅频图：幅值与频率之间的关系曲线 2）相频图：相位与频率之间的关系曲线 3）实频图：实部与频率之间的关系曲线 4）虚频图：虚部与频率之间的关系曲线 5）矢端轨迹图（Nyquist 图） 1.2单自由度结构阻尼系统频响函数的各种表达形式 频响函数的基本表达式：11111 ()22222100 H m k k m j k j j ωω ηωωηωη = = ?=? -+-+-Ω+ 频响函数的极坐标表达式：()|()|j H H e ?ωω=，w H （） —幅频特性， a rc ta n 21η?? ? -= ? ? ?-Ω? —相频特性。 频响函数的直角坐标表达式： ()()() R I H H jH ωωω=+， ()() 211()222 1R H k ωη -Ω= ? -Ω+—实频特性， () 1()22 2 1I H k η ωη -=? -Ω+—虚频特性 频响函数的矢量表达式：()()()R I H H ωωω=+H i j 1.3单自由度结构阻尼系统频响函数各种表达式图形及数字特征 幅频特性：1|()|0H k ωη = 固有频率：0D ωω= 阻尼比：00 B A ω ωω ηω ω -?== 相频特性
机械振动习题集与答案
《机械振动噪声学》习题集 1－1 阐明下列概念，必要时可用插图。 (a) 振动； (b) 周期振动和周期； (c) 简谐振动。振幅、频率和相位角。 1－2 一简谐运动，振幅为 0.20 cm，周期为 0.15 s，求最大的速度和加速度。 1－3 一加速度计指示结构谐振在 82 Hz 时具有最大加速度 50 g，求其振动的振幅。 1－4 一简谐振动频率为 10 Hz，最大速度为 4.57 m/s，求其振幅、周期和最大加速度。1－5 证明两个同频率但不同相位角的简谐运动的合成仍是同频率的简谐运动。即： A cos n t + B cos (n t + ) = C cos (n t + ' )，并讨论＝0、/2 和三种特例。 1－6 一台面以一定频率作垂直正弦运动，如要求台面上的物体保持与台面接触，则台面的最大振幅可有多大？ 1－7 计算两简谐运动x1 = X1 cos t和x2 = X2 cos ( + ) t之和。其中<< 。如发生拍的现象，求其振幅和拍频。 1－8 将下列复数写成指数A e i 形式： (a) 1 + i3 (b) 2 (c) 3 / (3 - i ) (d) 5 i (e) 3 / (3 - i ) 2 (f) (3 + i ) (3 + 4 i ) (g) (3 - i ) (3 - 4 i ) (h) ( 2 i ) 2 + 3 i + 8 2－1 钢结构桌子的周期＝0.4 s，今在桌子上放W = 30 N 的重物，如图2－1所示。 已知周期的变化＝0.1 s。求：( a ) 放重物后桌子的周期；( b )桌子的质量和刚度。 2－2 如图2－2所示，长度为 L、质量为 m 的均质刚性杆由两根刚度为k 的弹簧系住，求杆绕O点微幅振动的微分方程。 2－3 如图2－3所示，质量为m、半径为r的圆柱体，可沿水平面作纯滚动，它的圆心O 用刚度为k的弹簧相连，求系统的振动微分方程。 图2－1 图2－2 图2－3 2－4 如图2－4所示，质量为m、半径为R的圆柱体，可沿水平面作纯滚动，与圆心O距离为a 处用两根刚度为k的弹簧相连，求系统作微振动的微分方程。 2－5 求图2－5所示弹簧－质量－滑轮系统的振动微分方程。
模态分析中的几个基本概念模态分析中的几个基本概念分析
模态分析中的几个基本概念 物体按照某一阶固有频率振动时，物体上各个点偏离平衡位置的位移是满足一定的比例关系的，可以用一个向量表示，这个就称之为模态。模态这个概念一般是在振动领域所用，你可以初步的理解为振动状态，我们都知道每个物体都具有自己的固有频率，在外力的激励作用下，物体会表现出不同的振动特性。一阶模态是外力的激励频率与物体固有频率相等的时候出现的，此时物体的振动形态叫做一阶振型或主振型；二阶模态是外力的激励频率是物体固有频率的两倍时候出现，此时的振动外形叫做二阶振型，以依次类推。一般来讲，外界激励的频率非常复杂，物体在这种复杂的外界激励下的振动反应是各阶振型的复合。模态是结构的固有振动特性，每一个模态具有特定的固有频率、阻尼比和模态振型。这些模态参数可以由计算或试验分析取得，这样一个计算或试验分析过程称为模态分析。有限元中模态分析的本质是求矩阵的特征值问题，所以“阶数”就是指特征值的个数。将特征值从小到大排列就是阶次。实际的分析对象是无限维的，所以其模态具有无穷阶。但是对于运动起主导作用的只是前面的几阶模态，所以计算时根据需要计算前几阶的。一个物体有很多个固有振动频率（理论上无穷多个），按照从小到大顺序，第一个就叫第一阶固有频率，依次类推。所以模态的阶数就是对应的固有频率的阶数。振型是指体系的一种固有的特性。它与固有频率相对应，即为对应固有频率体系自身振动的形态。每一阶固有频率都对应一种振型。振型与体系实际的振动形态不一定相同。振型对应于频率而言，一个固有频率对应于一个振型。按照频率从低到高的排列，来说第一振型，第二振型等等。此处的振型就是指在该固有频率下结构的振动形态，频率越高则振动周期越小。在实验中，我们就是通过用一定的频率对结构进行激振，观测相应点的位移状况，当观测点的位移达到最大时，此时频率即为固有频率。实际结构的振动形态并不是一个规则的形状，而是各阶振型相叠加的结果。 固有频率也称为自然频率( natural frequency)。物体做自由振动时，其位移随时间按正弦或余弦规律变化，振动的频率与初始条件无关，而仅与系统的固有特性有关（如质量、形状、材质等），称为固有频率，其对应周期称为固有周期。 物体做自由振动时，其位移随时间按正弦规律变化，又称为简谐振动。简谐振动的振幅及初相位与振动的初始条件有关，振动的周期或频率与初始条件无关，而与系统的固有特性有关，称为固有频率或者固有周期。 物体的频率与它的硬度、质量、外形尺寸有关，当其发生形变时，弹力使其恢复。弹力主要与尺寸和硬度有关，质量影响其加速度。同样外形时，硬度高的频率高，质量大的频率低。一个系统的质量分布，内部的弹性以及其他的力学性质决定 模态扩展是为了是结果在后处理器中观察而设置的，原因如下： 求解器的输出内容主要是固有频率，固有频率被写到输出文件Jobname.OUT 及振型文件Jobnmae.MODE 中，输出内容中也可以包含缩减的振型和参与因子表，这取决于对分析选项和输出控制的设置，由于振型现在还没有被写到数据库或结果文件中，因此不能对结果进行后处理，要进行后处理，必须对模态进行扩展。在模态分析中，我们用“扩展”这个词指将振型写入结果文件。也就是说，扩展模态不仅适用于Reduced 模态提取方法得到的缩减振型，而且也适用与其他模态提取方法得到的完整振型。因此，如果想在后处理器中观察振型，必须先扩展模态。谱分析中的模态合并是因为激励谱是其实是由一系列的激励组合成的一个谱，里面的频率不会是只有一个，而不同的激励频率对于结构产生的结果是不一样的，对于结果的贡献也是不一样的，所以要选择模态组合法对模态进行组合，得到最终的响应结果。
模态分析与振动测试技术
模态分析与振动测试技术 固体力学 S0902015 李鹏飞
模态分析与振动测试技术 模态分析的理论基础是在机械阻抗与导纳的概念上发展起来的。近二十多年来，模态分析理论吸取了振动理论、信号分析、数据处理数理统计以及自动控制理论中的有关“营养”，结合自身内容的发展，形成了一套独特的理论，为模态分析及参数识别技术的发展奠定了理论基础。 一、单自由度模态分析 单自由度系统是最基本的振动系统。虽然实际结构均为多自由度系统，但单自由度系统的分析能揭示振动系统很多基本的特性。由于他简单，因此常常作为振动分析的基础。从单自由度系统的分析出发分析系统的频响函数，将使我们便于分析和深刻理解他的基本特性。对于线性的多自由度系统常常可以看成为许多单自由度系统特性的线性叠加。 二、多自由度系统模态分析 对于多自由度系统频响函数数学表达式有很多种，一般可以根据一个实际系统来讨论，给出一种形式；也可根据问题的要求来讨论，给出其他不同的形式。为了课程的紧凑，直接联系本课程的模态分析问题，我们就直接讨论多自由度系统通过频响函数表达形式的模态参数和模态分析。即多自由度系统模态参数与模态分析。 多自由度系统模态分析将主要用矩阵分析方法来进行。 我们以N个自由度的比例阻尼系统作为讨论的对象。然后将所分析的结果推广到其他阻尼形式的系统。 设所研究的系统为N个自由度的定常系统。其运动微分方程为： （2—1） ++= M X CX KX F ?）阶式中M，C，K分别为系统的质量、阻尼及刚度矩阵。均为（N N 矩阵。并且M及K矩阵为实系数对称矩阵，而其中质量矩阵M是正定矩阵，刚度矩阵K对于无刚体运动的约束系统是正定的；对于有刚体运动的自由系统则是半正定的。当阻尼为比例阻尼时，阻尼矩阵C为对称矩阵（上述是解耦条件）。 N?阶矩阵。即 X及F分别为系统的位移响应向量及激励力向量，均为1
ANSYS— 弹性平面问题、振动模态分析
ANSYS ——有限元分析 弹性平面问题、振动模态分析 1、弹性平面问题 1、1.题目一：（见图一所示） 图1 已知条件： 1.5a m =，0.4c m =，0.5d m =，6/q kN m =，5F kN =； 1、1.1解题的总体思路 由于单元体是一个300×140的，为了方便计算，采用直接建模法，先创建一个30×14的单元体结构，在挖去15×4的单元，建立如下模型（见图二所示） 图2 并且对模型进行加载和约束，左边为固定端约束，右下角为端约束。荷载分别为均布荷载和一个集中力荷载。 1、1.2运行结果 此节只显示运行的结果和简单的解释，详细的命令见1、1.3节命令流中各个命令的注解。 1、各个节点的位移和扭矩 主要列举了具有代表意义的节点，由于节点有15×31个，所以只列出约束处的
节点的位移和扭矩。 只列出了31节点的位移，其他约束处的位移都为0 结果显示出：Ux=0.017236mm Uy=0mm 2、受力后与受力前变形图（放大）【见图3所示】 图3 3、X方向的变形图【见图4所示】 图4 4、Y方向的变形图【见图5所示】
图5 5、内力图【见图6所示】 图6 结论： 节点31处是最容易收到破坏的，因此再设计时应注意此处的设计。 1、1.3命令流 /PREP7 N,1,0,0！确定第一个节点 N,31,300,0！确定第31个节点 FILL,1,31！在1到31节点中插入节点 NGEN,15,31,1,31,1,0,10！复制上述节点15行，每行间距为10 ET,1,PLANE42！常量的设置 MP,EX,1,200E9 MP,NUXY,1,0.3 E,1,2,33,32 ！创建第一个单元 EGEN,30,1,1 ！复制1到31个单元的建立 EGEN,14,31,1,30 ！所有的单元创建 EDELE,151,165 ！下面都是挖去中间的面 EDELE,181,195 EDELE,211,225 EDELE,241,255
机翼模型的振动模态分析
机设1305 彭鹏程1310140521 一个简化的飞机机翼模型如图所示，该机翼沿延翼方向为等厚度。有关的几何尺寸见下图，机翼材料的常数为：弹性模量E=0.26GPa，泊松比m=0.3，密度r =886 kg/m。对该结构进行振动模态的分析。 (a) 飞机机翼模型 (b) 翼形的几何坐标点 振动模态分析计算模型示意图 解答这里体单元SOLID45 进行建模，并计算机翼模型的振动模态。 建模的要点： ⑴首先根据机翼横截面的关键点，采用连接直线以及样条函数< BSPLIN >进行连接以形成一个由封闭线围成的面； ⑵在生成的面上采用自由网格划分生成面单元(PLANE42)； ⑶设置体单元SOLID45，采用
噪声与振动复习题及答案
噪声与振动复习题及参考答案（40题） 参考资料 1、杜功焕等，声学基础，第一版（1981），上海科学技术出版社。 2、环境监测技术规范（噪声部分），1986年，国家环境保护局。 3、马大猷等，声学手册，第一版（1984），科学技术出版社。 4、噪声监测与控制原理（1990），中国环境科学出版社。 一、填空题 1．在常温空气中，频率为500Hz的声音其波长为。 答：0.68米（波长=声速/频率） 2．测量噪声时，要求风力。 答：小于5.5米/秒（或小于4级） 3．从物理学观点噪声是由；从环境保护的观点，噪声是 指。 答：频率上和统计上完全无规的振动人们所不需要的声音 4．噪声污染属于污染，污染特点是其具有、、。 答：能量可感受性瞬时性局部性 5．环境噪声是指，城市环境噪声按来源可分 为、、、、。 答：户外各种噪声的总称交通噪声工业噪声施工噪声社会生活噪声 其它噪声 6．声压级常用公式Lp= 表示，单位。 答： Lp=20 LgP/P° dB（分贝） 7．声级计按其精度可分为四种类型：O型声级计，是；Ⅰ型声级计为；Ⅱ型声级计为；Ⅲ型声级计为，一般 用于环境噪声监测。 答：作为实验室用的标准声级计精密声级计普通声级计调查声级计不得 8．用A声级与C声级一起对照，可以粗略判别噪声信号的频谱特性：若A声级比C声级小得多时，噪声呈性；若A声级与C声级接近，噪声呈性；如果A声级比C声级还高出1-2分贝，则说明该噪声信号在 Hz 范围内必定有峰值。 答：低频性高频性 2000-5000 9．倍频程的每个频带的上限频率与下限频率之比为。1/3倍频程的每个频带的上限频率与下限频率之比 为；工程频谱测量常用的八个倍频程段是 Hz。 答：2 2-1/3 63，125，250，500，1K，2K，4K，8K 10．由于噪声的存在，通常会降低人耳对其它声音的，并使听阈，这种现象称为掩蔽。 答：听觉灵敏度推移 11．声级计校准方式分为校准和校准两种；当两种校准方式校准结果不吻合时，以校准结果为准。 答：电声声 12．我国规定的环境噪声常规监测项目为、和；选测项目有、和。 答：昼间区域环境噪声昼间道路交通噪声功能区噪声夜间区域环境噪声 夜间道路交通噪声高空噪声 13．扰民噪声监测点应设在。 答：受影响的居民户外1米处
各种模态分析方法总结及比较
各种模态分析方法总结与比较 一、模态分析 模态分析是计算或试验分析固有频率、阻尼比和模态振型这些模态参数的过程。 模态分析的理论经典定义：将线性定常系统振动微分方程组中的物理坐标变换为模态坐标，使方程组解耦，成为一组以模态坐标及模态参数描述的独立方程，以便求出系统的模态参数。坐标变换的变换矩阵为模态矩阵，其每列为模态振型。 模态分析是研究结构动力特性一种近代方法，是系统辨别方法在工程振动领域中的应用。模态是机械结构的固有振动特性，每一个模态具有特定的固有频率、阻尼比和模态振型。这些模态参数可以由计算或试验分析取得，这样一个计算或试验分析过程称为模态分析。这个分析过程如果是由有限元计算的方法取得的，则称为计算模记分析；如果通过试验将采集的系统输入与输出信号经过参数识别获得模态参数，称为试验模态分析。通常，模态分析都是指试验模态分析。振动模态是弹性结构的固有的、整体的特性。如果通过模态分析方法搞清楚了结构物在某一易受影响的频率范围内各阶主要模态的特性，就可能预言结构在此频段内在外部或内部各种振源作用下实际振动响应。因此，模态分析是结构动态设计及设备的故障诊断的重要方法。 模态分析最终目标是在识别出系统的模态参数，为结构系统的振动特性分析、振动故障诊断和预报以及结构动力特性的优化设计提供依据。二、各模态分析方法的总结
（一）单自由度法 一般来说，一个系统的动态响应是它的若干阶模态振型的叠加。但是如果假定在给定的频带内只有一个模态是重要的，那么该模态的参数可以单独确定。以这个假定为根据的模态参数识别方法叫做单自由度(SDOF)法n1。在给定的频带范围内，结构的动态特性的时域表达表示近似为： ()[]}{}{T R R t r Q e t h r ψψλ= 2-1 而频域表示则近似为： ()[]}}{ {()[]2ωλωψψωLR UR j Q j h r t r r r -+-= 2-2 单自由度系统是一种很快速的方法，几乎不需要什么计算时间和计算机内存。 这种单自由度的假定只有当系统的各阶模态能够很好解耦时才是正确的。然而实际情况通常并不是这样的，所以就需要用包含若干模态的模型对测得的数据进行近似，同时识别这些参数的模态，就是所谓的多自由度(MDOF)法。 单自由度算法运算速度很快，几乎不需要什么计算和计算机内存，因此在当前小型二通道或四通道傅立叶分析仪中，都把这种方法做成内置选项。然而随着计算机的发展，内存不断扩大，计算速度越来越快，在大多数实际应用中，单自由度方法已经让位给更加复杂的多自由度方法。 1、峰值检测 峰值检测是一种单自由度方法，它是频域中的模态模型为根据对系统极点进行局部估计(固有频率和阻尼)。峰值检测方法基于这样的事实：在固有频率附近，频响函数通过自己的极值，此时其实部为零(同相部分最
振动系统的模态分析
理论力学振动系统模态分析实验 一．实验目的： 1.了解数字化测试技术的原理和做法。学习模态分析原理。 2.学会用“锤击发”测量振动系统的模态参数与振型。 二．实验仪器： 1.MSC-1型弹性力锤。 2.Yj9A压电加速度传感器。 3.Zj-601A型震动教学试验仪。 三．实验装置示意图： 四、实验原理： 本实验测试对象是弹性梁。实验步骤与原理是：由力锤锤击被测物体，锤体内的力传感器与被测物体上的加速度计同时记录下脉冲激励与被测物体的响应，震动教学试验仪放大并转化为电压，经接口箱，传入计算机的采集分析系统记录。数据采集完毕后，动用分析系统，首先对数据进行传递函数分析，然后，进入模态分析，根据振动理论，分析系统在确定阶数后，进行质量或振型归一，自动生成分析结果并可以生成振动的动画显示，各阶频率、模态质量、模态刚度、模态阻尼比同时列出。
五、实验步骤： 1.准备工作：先将梁分画成所需的单元格，节点编号，将加速度计固定在梁的 五分之二处（避免放在节点处）。 2. 设备连接：将力锤与加速度计与电荷放大器连接，按力锤与加速度计的灵 敏度分别调好电荷放大器上的旋钮，并选好相应的滤波上限开关。再将二信号输出端与接口箱相应频道相连。 3. 进入计算机采集分析系统参数设置部分，设定实验名称与各频道单位。 4. 进入计算机采集分析系统菜单中模态分析部分，画出被测对象的几何图形 及节点号，给出约束条件。 5. 进入计算机采集分析系统的信号采集部分，开始实验。 6.对17个测试位置依次进行敲击，没一个测试点进行三次。以减小误差。 7.调用采集的数据，打开分析界面，调入波形。进行函数分析，模态拟合。 8.振型编辑，质量归一，至此分析完毕，显示动画 9输出数据及计算结果，保存动画截图。
车辆系统振动的理论模态分析
振 动 与 冲 击 第20卷第2期 JOURNA L OF VI BRATION AND SHOCK V ol.20N o.22001 工程应用 车辆系统振动的理论模态分析 Ξ 陶泽光 李润方 林腾蛟 (重庆大学机械传动国家重点实验室,重庆 400044) 摘 要 将车体和转向架看成弹性体,采用有限元方法,建立用空间梁单元描述的具有50个自由度的车辆系统力 学模型,并以客车为例研究其垂向振动的固有特性,所得结果既反映系统动力学性能,又为动态响应计算和分析打下基础。 关键词:车辆动力学,模态分析,有限元法中图分类号:TH132.41 0 引 言 高速铁路运输以快速、节能、经济、安全和污染小 等优势,在与高速公路和航空等运输形式的竞争中迅速发展起来。列车运行速度的提高给机车车辆提出了许多新要求,带来了新的课题,如大的牵引动力、大的制动功率、剧烈的横向动力作用和更加明显的垂向越轨动力作用、复杂的高速气流、振动和噪声等。其中,振动和噪声是高速列车一个非常重要的问题,它既关系到高速列车运行的安全性,又关系到列车高速运行时的乘坐舒适度。 车辆系统是由车体、转向架构架、轮对,通过悬挂 元件联接起来的机械系统。通常,把车体及装载、转 向架构架及安装部件、轮对及装备视为刚体,作为刚体动力学系统,研究其动力特性[1,2],这方面的技术已比较成熟,有商品化的通用软件可供使用[3]。 本文将车体和转向架看成弹性体,采用有限元法,建立了用六自由度节点空间梁单元描述的车辆系统动力学模型,由于包括车辆的浮沉、点头垂向振动,车辆的横摆、侧滚和摇头横向振动的研究。在建立车辆系统离散化模型的基础上,计算车辆垂向振动的各阶固有频率和振型,为车辆系统的动态响应计算和分析打下基础 。 图1 车辆振动系统的有限元模型 1 车辆的动力学模型 将车辆振动系统简化为图1所示的分析模型,即 由车体、转向架和轮对通过弹簧与阻尼器连接起来的振动系统。其中,将车体和转向架看成空间弹性梁,每 Ξ西南交通大学牵引动力国家重点实验室开放课题基金资助项目 收稿日期:2000-10-10 修改稿收到日期:2000-11-20 第一作者 陶泽光 男,博士,副教授1963年12月生
噪声与振动复习题及答案
噪声与振动复习题及参考答案（题） 参考资料 1、杜功焕等，声学基础，第一版（），上海科学技术出版社. 2、环境监测技术规范（噪声部分），年，国家环境保护局. 3、马大猷等，声学手册，第一版（），科学技术出版社. 4、噪声监测与控制原理（），中国环境科学出版社. 一、填空题 ．在常温空气中，频率为地声音其波长为. 答：米（波长声速频率） ．测量噪声时，要求风力. 答：小于米秒（或小于级） ．从物理学观点噪声是由；从环境保护地观点，噪声是指. 答：频率上和统计上完全无规地振动人们所不需要地声音 ．噪声污染属于污染，污染特点是其具有、、. 答：能量可感受性瞬时性局部性 ．环境噪声是指，城市环境噪声按来源可分为、、、、. 答：户外各种噪声地总称交通噪声工业噪声施工噪声社会生活噪声 其它噪声 ．声压级常用公式表示，单位. 答：°（分贝） ．声级计按其精度可分为四种类型：型声级计，是；Ⅰ型声级计为；Ⅱ型声级计为；Ⅲ型声级计为，一般 用于环境噪声监测. 答：作为实验室用地标准声级计精密声级计普通声级计调查声级计不得 ．用声级与声级一起对照，可以粗略判别噪声信号地频谱特性：若声级比声级小得多时，噪声呈性；若声级与声级接近，噪声呈性；如果声级比声级还高出分贝，则说明该噪声信号在范围内必定有峰值. 答：低频性高频性 ．倍频程地每个频带地上限频率与下限频率之比为.倍频程地每个频带地上限频率与下限频率之比为；工程频谱测量常用地八个倍频程段是. 答：，，，，，，， ．由于噪声地存在，通常会降低人耳对其它声音地，并使听阈，这种现象称为掩蔽. 答：听觉灵敏度推移 ．声级计校准方式分为校准和校准两种；当两种校准方式校准结果不吻合时，以校准结果为准. 答：电声声 ．我国规定地环境噪声常规监测项目为、和；选测项目有、和. 答：昼间区域环境噪声昼间道路交通噪声功能区噪声夜间区域环境噪声 夜间道路交通噪声高空噪声 ．扰民噪声监测点应设在. 答：受影响地居民户外米处 ．建筑施工场界噪声测量应在、、、四个施工阶段进行. 答：土石方打桩结构装修 ．在环境问题中，振动测量包括两类：一类是振动测量；另一类是.造成人称环境振动. 答：对引起噪声辐射地物体对环境振动地测量整体暴露在振动环境中地振动 ．人能感觉到地振动按频率范围划分，低于为低频振动；为中频振动；为高频振动.对人体最有害地振动是振动频率与人体某些器官地固有频率 地振动.
汽车悬挂系统的振动模态分析
汽车悬挂系统的振动模态分析 一、问题描述 一个简单的汽车系统如图1所示，若将其处理成平面系统，可以由车身(梁)、承重、前后支撑组成，汽车悬架振动系统可以简化地看作由以下两个主要运动组成：运动体系在垂直方向的线性运动以及车身质量块的旋转运动，对该系统进行模态分析。模型中的各项参数如表 1 所示，为与文献结果进行比较，这里采用英制单位。 表1 汽车悬架振动模型的参数 （a）问题描述（b）有限元分析模型 图1 汽车悬架振动系统模型 二、有限元建模 1、模型分析 计算模型如图1(b)所示。 这里将车身简化为梁，仅起到连接作用，这里设定不考虑梁的质量对振动性
能的影响，因此需将密度设定为零即可，但在建模时需要输入梁的各种参数(包括材料以及几何参数)，实际上，可以将车身梁的弹性效果通过质量块的垂直运动及旋转运动来等效，质量块的转动惯性矩为2r m I zz ?=，r 取为 4ft ，经计算 ft lb I zz ??=2sec 1600。 可以看出所采用的平面简化模型仅有两个自由度(梁单元由于取密度为零，将仅起连接作用)。 采用 2D 的计算模型，使用梁单元 2-D Elastic Beam Elements (BEAM3)来等效车身，使用弹簧单元Spring-Damper Elements (COMBIN14)来等效车体的前后悬架支撑，使用质量块单元Structural Mass Element (MASS21)来等效车身质量。 2、建模的要点 1) 首先定义分析类型并选取三种单元，输入实常数； 2) 建立对应几何模型，并赋予各单元类型对应各参数值 ； 3) 在后处理中，用命令<*GET >来提取其计算分析结果(频率)； 4) 通过命令<*GET >来提取模态的频率值。 3、建模步骤 1) 进入 ANSYS （设定工作目录和工作文件） 程序 → ANSYS → ANSYS Interactive → Working directory （设置工作目录）→ Initial jobname: Vehicle （设置工作文件名）：→Run → OK 2) 设置计算类型 ANSYS Main Menu ：Preferences … → Structural → OK 3) 定义单元类型 ANSYS Main Menu ：Preprocessor → Element Type → Add/Edit/Delete... → Add …→ Beam: 2d elastic 3 → Apply （返回到Library of Element 窗口）→ Combination: Spring-damper 14→ Apply （返回到Library of Element 窗口）→Structural Mass: 3D mass 21→OK （返回到Element Types 窗口）→选择Type 2 COMBIN14 单击Options …→K3 设定为2-D longitudinal →OK （返回到Element Types 窗口） →选择Type 3 MASS21 单击Options …→K3 设定为2-D w rot inert → OK → Close 4) 定义实常数 ANSYS Main Menu: Preprocessor → Real Constants …→Add/Edit/Delete... →Add …→ 选择 Type 2 COMBIN14 → OK → Real Constants Set No. : 1
结构模态分析研究生论文
课程论文题目：模态分析技术在机械 领域中的运用 课程名称结构模态分析 课程类别□学位课□非学位课 任课教师 所在学院 学科专业 姓名 学号 提交日期2010年6月18日
模态分析技术在机械领域中的运用 摘要：本文首先系统地解析了模态分析技术的基本定义，以模态分析技术的理论为基础，查阅了大量的文献和资料后介绍了模态分析技术在国内、外机械领域的中的研究运用，并结合自己的研究方向对模态分析技术的运用进行总结。 关键词：模态分析；机械；结构；运用 Modal analysis technology in the field of mechanical use Abstract：This paper first system analysis of the modal analysis technology in the basic definition, the modal analysis technology, based on the theory of the massive literature and access information introduced the modal analysis technology in domestic and foreign machinery field of study of utilization, and combined with their research direction of modal analysis of the use of technology were summarized in this paper. Key words：Modal analysis；Machinery；Structure；Use 1前言 模态分析技术是现代机械产品结构设计、分析的基础，是分析结构系统动态特性强有力的工具[1]。试验模态分析方法(EMA，ExperimentalModalAnalysis)通过试验数据采集系统的输入输出信号，经过参数识别获得模态参数，验证有限元理论模态分析模型正确性，根据模态试验结果修改有限元理论模型。计算模态分析可以预测产品的动态特性，为结构优化设计提供依据。 模态分析是研究结构动力特性的一种方法，是系统辨别方法在工程振动领域中的应用[2]。振动模态是弹性结构固有的、整体的特性，如果通过模态分析方法得到结构各阶模态的 主要特性，就可能预知结构在此频段内，在外部或是内部各种振源作用下实际的振动响应，而且一旦通过模态分析知道模态参数并给予验证，就可以将这些参数用于设计过程，优化系统动态性能。模态分析过程如果是由有限元计算的方法取得的，称为是数值模态分析；如果是通过试验将采集的系统输入与输出信号经过参数识别获得模态参数，则称为试验模态分析[3]。 实际的机械结构在振动环境中都受到动载的作用，为确保其良好的动态性能，必须对机械结构系统进行动态设计。结构动态设计要求根据结构的动载工况、对结构提出的功能要求以及设计准则，按照结构动力学的分析方法和实验方法反复进行分析和计算[4]。结构模态分析是结构动态设计的核心，其目的是利用模态变换矩阵将耦合的复杂自由度系统解耦为一系列单自由度系统振动的线性叠加，为结构系统的振动特性分析，振动故障诊断与预报以及结构动力特性的优化设计提供依据。 2模态分析技术的运用 模态分析技术源于30年代提出的将机电进行比拟的机械阻抗技术。经过几十年的发展，模态测试和分析技术已经在航空、航天、航海、汽车、土木、机械等几乎所有和结构动态分析相关的领域得到了广泛应用[5]。 2.1国外研究现状 国外的结构模态分析技术发展较早，应用到了航空、航天等诸多军工领域和汽车、电子、机械、土木等民用的各个领域，使模态分析得到了广泛的发展和充分的应用[6-8]。模态分析软件以美国的ME’scopeVEs的功能最为全面。ME，ScopeVES软件的功能包括信号处理(signalprocessing)、运行挠曲振型(operatingoerlectionshapes)、模态分析(ModalAna-ysis)、结
工程振动——振动理论、模态分析理论
1.复习振动理论 1.1单自由度系统响应 只有一个自由度的振动系统，称为单自由度振动系统，简称单自由度系统。 1.1.1单自由度系统自由响应 a ）有阻尼： 220 (0)00ξωω?++==x x x n n x 0,(0)0 +==mx kx x x (0)00ω+==x x n x 02x 0a n ωx mx cx kx f ++=()x t X ω=-2x x x n n ξωωω++=周期：g(t)是周期为T 的周期函数，满足(1)在[-T/2，T/2]上连续或只有有限个一类间断点；(2)只有有限个极值。则g (t )可在[-T /2，T /2]上展成傅立叶级数 ()(cos sin ) 000 g t a p t b p t p p p ωω∞ =+∑=。最终得到，i i 00()Re[e ]e 0p t p t g t A d p p p p ωω∞∞= =∑∑==-∞ 。 非周期：脉冲函数(δ函数)，当t=τ 时的单位脉冲力()0 ()d 1 t t t t δττ δτ-=≠? ??∞ -=???-∞，F(t)在t=τ连续， 则有()()d ()F t t t F δττ∞-=?-∞，脉冲力?()()F t F t δτ=-。由于??()d F t t F δτ∞-=?-∞，得?()e sin 0 t F n x t t t d m d ξωωω-= >。
2.预习模态分析理论 2.1单自由度系统频响函数（幅频、相频、实频与虚频、品质因子等） 系统的脉冲响应函数h(t)与系统的频响函数H(ω)是一对傅里叶变换对，与系统的传递函数H(s)是一对拉普拉斯变换对。即有： i ()()e d t H h t t ωω-∞=?-∞ 1i () ()e d 2π t h t H ωωω-∞ =?-∞ ()()e d 0 st H s h t t -∞=? 1i ()()e d i 2πi st h t H s σωσ+∞ = ? -∞ 复频率响应的实部 2 1(/)Re[()]222 [1(/)](2/)n H n n ωωωωωξωω-= -+ 复频率响应的虚部 2/Im[()][1(/)](2/)n H n n ξωωωωωξωω=- -+ 单自由度系统频响函数的各种表达式及其特征1 (w)2H k mw j k η=-+，对频响函数特征的描述 采用的几种表达式 1）幅频图：幅值与频率之间的关系曲线 2）相频图：相位与频率之间的关系曲线 3）实频图：实部与频率之间的关系曲线 4）虚频图：虚部与频率之间的关系曲线 5）矢端轨迹图（Nyquist 图） 2.2机械阻抗与表达式图形及数字特征 幅频图： 相频图： 实频图：虚频图：
噪声和振动试题
噪声 一、填空题 1、测量噪声时，要求气象条件为：无雨雪、无雷电、风力 5以下。 2、凡是干扰人们休息、学习和工作的声音，即不需要的声音，统称为噪声；此外振幅和频率杂乱、断续或统计上无规律的声振动，干扰周围生活环境的声音。 3、在测量时间内，声级起伏不大于3dB(A)的噪声视为稳态噪声，否则称为非稳态噪声。 4、噪声污染源主要有：工业噪声污染源、交通噪声污染源、建筑施工噪声污染源和社会生活噪声污染源。 5、声级计按其精度可分为四种类型。O型声级计，是作为实验室用的标准声级计；Ⅰ型声级计为精密声级计；Ⅱ型声级计为普通声级计；Ⅲ型声级计为简易声级计。 6、A、B、C计权曲线接近 40 、70方和100方等响曲线的反曲线。 7、声级计在测量前后应进行校准，灵敏度相差不得大于 0.5 dBA，否则测量无效。 8、城市区域环境噪声监测时，网格测量法的网格划分方法将拟普查测量的城市某一区域或整个城市划分成多个等大的正方格，网格要完全覆盖住被普查的区域或城市。每一网格中的工厂、道路及非建成区的面积之和不得大于网格面积的10 ％，否则视为该网格无效。有效网格总数应多于100 个。 9、建筑施工场界噪声限值的不同施工阶段分别为：土石方、打桩、结构和装修。 二、选择题 1、声压级的常用公式为：LP= 。（ c ） A、LP=10 lgP/P0 B、LP=20 ln P/P0 C、LP=20 lgP/P0 2、环境敏感点的噪声监测点应设在。（ c ） A、距扰民噪声源1m处 B、受影响的居民户外1m处 C、噪声源厂界外1m处
3、如一声压级为70dB，另一声压级为50dB，则总声压级为 dB。（ a ） A、70 B、73 C、90 D、120 4、设一人单独说话时声压级为65dB，现有10人同时说话，则总声压级为 dB。（ a ） A、75 B、66 C、69 D、65 5、声功率为85dB的4台机器和80dB的2台机器同时工作时，它同声功率级为 dB的1台机器工作时的情况相同。（） A、86 B、90 C、92 D、94 E、96 6、离开输出声功率为2W的小声源10m处的一点上，其声压级大约是 dB。（） A、92 B、69 C、79； D、89； E、99 7、声级计使用的是传声器（） A、电动 B、压电 C、电容 8、环境噪声监测不得使用声级计。（） A、Ⅰ型 B、Ⅱ型 C、Ⅲ型 9、因噪声而使收听清晰度下降问题，同现象最有关系？（） A、干涉 B、掩蔽 C、反射 D、衍射 10、下述有关声音速度的描述中，错误的是。（） A、声音的速度与频率无关。 B、声音的速度在气温高时变快。 C、声音的波长乘以频率就是声音的速度。 D、声音在钢铁中的传播速度比在空气中慢。 11、下列有关噪声的叙述中，错误的是。（） A、当某噪声级与背景噪声级之差很小时，则感到很嘈杂。 B、噪声影响居民的主要因素与噪声级、噪声的频谱、时间特性和变化情况有关。 C、由于各人的身心状态不同，对同一噪声级下的反映有相当大的出入。 D、为保证睡眠不受影响，室内噪声级的理想值为30dB。 12、下列有关噪声性耳聋的叙述中，错误的是。（） A、因某噪声而引起的暂时性耳聋的程度，对估计因该噪声而引起的永久性耳聋有用。 B、为测量耳聋的程度，要进行听力检查。 C、使用耳塞是防止噪声性耳聋的一种手段。 D、当暴露时间为8h，为防止噪声性耳聋的噪声容许值为110dB。 13、锻压机噪声和打桩机噪声最易引起人们的烦恼，在下述理由中错误的是。（） A、噪声的峰值声级高。 B、噪声呈冲击性。 C、多是伴随振动。
基于MATLAB的振动模态分析
摘要 振动系统是研究机械振动的运动学和动力学，研究单自由系统的振动有着实际意义，因为工程上有许多问题通过简化，用单自由度系统的振动理论就能得到满意的结果。模态是振动系统的一种固有振动特性，模态一般包含频率、振型、阻尼。 振动系统问题是个比较虚拟的问题，比较抽象的理论分析，对于问题的分析可以实体化建立数学模型，通过MATLAB可以转化成为图像。单自由度频率、阻尼、振型的分析，我们可以建立数学模型，最后通过利用MATLAB编程实现数据图形；多自由度主要研究矩阵的迭代求解，我们在分析抽象的理论的同时根据MATLAB编程实现数据的迭代最后可以得到所要的数据，使我们的计算更加简便。 利用MATLAB编程并验证程序的正确性。通过程序的运行，能快速获得多自由度振动系统的固有频率以及主振型，为设计人员提供了防止系统共振的理论依据，也为初步分析各构件的振动情况以及解耦分析系统响应奠定了基础。 关键词：振动系统；单自由度；MATLAB；多自由度
Abstract Vibration system is to study the kinematics and dynamics of mechanical vibration, the vibration of a single free system has practical significance, because there are many engineering problems by simplifying, using the vibration theory of a single degree of freedom system can be satisfied with the results. Vibration system problems is a relatively virtual problems, more abstract and theoretical analysis, problem analysis for a mathematical model can be materialized by MATLAB can be converted into images. Single degree of freedom frequency, damping, mode shape analysis, we can create mathematical models, the final program data through the use of MATLAB graphics; many degrees of freedom main matrix iterative solution, our analysis based on abstract theory, while MATLAB programming The last iteration of data can be the desired data, so our calculations easier Using MATLAB programming and verify the correctness of the program.Through the process of operation, can quickly obtain multiple degrees of freedom vibration system and the main vibration mode natural frequency for the design to prevent resonance provide the theoretical basis for the preliminary analysis of the vibration of each component, and laid the decoupling of system response basis. Key words:vibrating system; Single Degree of Freedom ;MATLAB; multiple degree of freedom