扭振测量与分析

扭振测量和QTV介绍

1.引言

噪声及振动问题,在旋转部件开发中,是一个必须充分重视的因素。就车辆而言,旋转机械或旋转部件包括：发动机(引擎),动力传动系, 变速装置, 压缩机和泵等等?。对它们的动力特性, 必须了解得非常透彻, 力图实现宁静、平顺、安全地运转?。通常, 对线振动和角振动的测量和分析, 是分头进行的??。旋转件横向振动的测量方法, 是大家熟悉的,研究得已经比较透彻?，为了充分把握结构的动力特性, 通常会实施多通道并行的测量和分析?。而扭振测量则需使用专门的设备, 它们一般并不集成在一总体动力学测试系统内?。

2.扭振的“源—传导—接收”模型

研究动力学问题的一般方法,是建立所谓“源—传导—接收”模型（图1）。在某一部位（接收部位）观测到的响应,视为由源和源在结构上沿某途径传导产生的效果。由于结构的共振或反共振效应，源可能在传导过程中被放大或者被衰减。此外，它们可能沿多个不同途径，传导至接收部位。

图1 扭振的“源——传导——接收”模型

接收部位或响应部位的振动，通常是刚体运动伴随柔体运动的复合现象。前者一般不产生交变应力，后者则会引起交变应力，并成为某种耐久性问题的根源。传递途径分析（TPA）涉及到某接收部位对源的干扰，这种干扰经由其可能的传导途径，并依赖于传导途径固有的动力学特性，影响整个结构的响应。

用同样的方法，我们来研究扭转振动。先是有一个“源”，譬如说，发动机给出的交变输入力矩。力矩传递过程，牵涉到轴系、齿轮传动系或皮带传动系等的动力特性。最终表现出来的，是旋转件的转速变化。如果沿整个轴，各部位的转速变化都是相同的、一致的，那么在严格的意义上，这不能算作是扭振，仅仅只是转速在变罢了（这相当于线振动分析中的刚体模态）。仅当沿轴不同部位检测到的转速增量有幅值和相位的相对变化时，扭振才确实发生了。当激励频率接近于扭振谐振频率时，会导致旋转件产生很大的内应力。如果未设置专门的监测设备，就有可能发生严重的耐久性问题。

习惯上，凡是在平均转速上、下发生得转速波动，都被称之为扭转振动，无论转轴的不同截面之间是否真正存在相对扭转。

注意, 转矩变化或转速变化，不能只看到表面现象。实际上，旋转件之间传递的力和力矩，只是机械载荷的一部分。而发生的机械振动和噪声，也应视为动力载荷的另一部分。

下面几点，请大家关注：

●扭振只是结构动力特性的一个局部命题。

●扭振和转轴横向振动往往同时发生。

●扭振不仅关系到结构的耐久性问题，而且关系到车辆的振动、噪声、舒适性以及其

它方面的性能问题。

扭振源之一——往复式发动机

往复式发动机大概是大多数扭振问题的根源所在。

曲轴旋转过程中，燃气压力不断变化，从而引起作用于曲轴的平均力矩和交变的力矩分量。（见图2）

另外，诸如活塞、连杆等运动部件的惯性力，也会引起作用于曲轴的变扭矩。这两种作用力，合成一不规则的扭矩，从而引起转速的变化，在好的发动机设计中，这种转速变化通过采用惯性飞轮和扭振减振器等特殊部件，得到尽最大可能的平滑。

即便在稳定的工作状态下，也会存在某些附加的扭振变化。有许多正常的、或非正常的现象可能诱发扭振振动。譬如：气缸失火，发动机起停，以及哪怕是不太大的载荷变化等等。

由于往复式发动机用于广泛的工业部门，从而扭振问题也就受到这诸多部门的关心和重视。采用往复式发动机的设备有：轿车，载重车，采用柴油发动机的大型船只，轻型游乐船，各种动力设备，直升飞机，等等。

图2 不同转速下，随曲柄角位移变化的燃气压力举例

纵坐标：燃气压力；横坐标：曲柄角位移。WOT(油门大开)状态

3.扭振源之二——传动系

除了发动机, 扭振也可能在传动系的其它部位发生或放大。

虎克万向节或卡尔丹万向节，一种变换转速的设计，其传动比与万向节所联接轴之间的夹角有关。对于双万向节联接情况，如果输入轴与输出轴是平行的，那么轴端的扭振应当可以消除掉。然而，如果失调的话，仍可能产生扭振。

对变速箱而言，齿轮的质量至为重要，齿轮啮合不良，可产生大的接触力，啮合力的顺序变化，可导致扭矩和转速的变化。

离合器也必须有良好的设计，以降低扭振的风险。操纵离合器时，产生的周期性扭矩变化，会引起离合器震颤，其固有频率与传动系从离合器动力分离时的固有频率相接近。震颤作为车辆沿纵向的振动，通过各工作部件传递到司机坐椅上。它还可能作为一种内部噪声被感觉出来。

离合器脱开和接合时发生的撞击，会引起踏板作低频振动，这使得踏板移位时间变长，并伴随恼人的噪声。

对转轴本身，也必须经过精心的设计，以保证其扭振谐振频率不至于和发动机的工作范围发生严重冲突。扭矩的变化，不但有可能激发扭振的谐振，而且可能激发弯曲振动的谐振。

最后，传动皮带的谐振，也会引起它所驱动的皮带轮产生转速变化；而转速的变化，会引起皮带张力的变化，甚至出现皮带打滑的现象。

对于变速箱，扭振可导致不同类型的问题。例如，齿轮whine(唔……唔……作响)，是动力齿轮副由于扭矩脉动产生的啮合噪声。如图3所示，齿轮whine噪声涉及转速的许多阶次。产生的噪声无疑会传到齿轮箱上，甚至可被放大，如果它的频率与箱体的谐振频率吻合的话。

另一问题是齿轮rattle (拍击声，即嗒……嗒作响)，这是非动力齿轮副由于扭矩变化引起齿相互击打而产生的随机噪声。Rattle噪声是一种频带较宽的噪声，它是由连续击打所产生的噪声。

图3：齿轮齿whine的三维谱（左图）和齿rattle的三维谱（右图）实例。横坐标

为频率轴，纵坐标为rpm轴。

一些瞬态现象，例如齿轮在轴上发生移位，也可能由于动力学特性，产生扰动噪声。

不但往复式发动机可能发生扭振，电动机也可能产生变扭矩。

交流同步电机会发生严重的扭矩脉动，它正比于所谓“滑差”（slip）,即实际转速与名义转速之间的转速差。一个共性的问题是，这种现象一般都是突然发生的，这种扭矩脉动可引起严重的谐振。一旦工作转速正常了，扭矩的变化很快又变小。

扭矩和转速的变化，也可能是负荷变化的结果。例如，当压缩机、涡轮增压器和泵的气体或液体压力有脉动时，都可以观测到扭振和转速的变化。

4.扭振的测量方法

测量扭振最通常的方法，是利用与转轴每回转一圈相对应的等宽度脉冲串。脉冲串源于某种能敏感齿轮齿面的传感器（有电感式、霍尔效应式、变磁阻式、电涡流式等多种类型）所获得的特定轴码。脉冲串馈入某种电子电路，该电路或者将变频脉冲串转换为数字式rpm读出（要想将该数字信息与其它通道的数据相整合，且同步地测量分析，可能会有一些困难）；或者通过一高频F—V（频率—电压）变换器转换为与rpm成比例的电压信号。

检测扭振的另一项技术，是采用双光束激光器，当双光束分别对准轴上两个不同点时，两点的反射光会产生频率差（多普勒效应）。虽然，这种方法有某些优点，譬如容易对准

轴上的任意测量点，直观、并容易理解等。但也存在某些缺点，如频率范围受限制，价格比较昂贵，尤其是需要多点同时测量的情况。

一种新的替换方法，是采用LMS提供的QTV模块。该模块完好地集成在SCADAS Ⅲ多通道数据采集系统内。模块执行内部的、数字化的频率—rpm转换，将脉码流转换为数据流，所得到的时域抽样就是该时刻的瞬时转速。

这一方法的最大优点，是取消了外部的F—V（频率—电压）转换器(这种转换的精度一般都不高)，并且可以保证它和其它振动及声学测量通道即时、同步地采集数据。此外，它有良好的精度，测量设置的操作十分容易。

5.LMS SCADAS Ⅲ前端产品系列

QTV模块是内嵌在LMS SCADAS Ⅲ前端的模块，SCADAS Ⅲ是一模块式硬件平台，涵盖宽范围的噪声和振动的测量应用。其安装框架有三种尺寸，每个框架均可作为主单元或次单元来使用。305框架是一种理想的小型、便携式解决方案，可AC或DC供电，最多允许容纳60个测量通道并行地采集数据。

所有采集模块，都可装入任意框架。这些模块，采用24 bit ADC和DSP技术，每个通道的采样率均可高达204.8 kHz 。在数据吞吐模式方面，采用持续吞吐模式的话，对于时域信号记录，吞吐速率高于6 M采样/秒。这意味着，如果需要的话，多个通道的脉冲串信号均可同时地得到很好的记录。

LMS SCADAS Ⅲ可内嵌不同类型的采集模块。每个模块各包含一个信号调理模块和一个DSP模块。QTV的每个模块有四个输入通道，所生成的采样表征即时转速。

图4：用装有QTV模块的SCADAS Ⅲ并行测量多路扭振信号和其它测量信号

图5：LMS SCADAS Ⅲ前端产品系列

与QTV放在一起同用，你可以选择各种各样的信号调理模块：PQA和PQFA用于电压输入或ICP输入，PQMA用于传声器输入，PQCA用于电荷输入。数字式声信号输入可采用QDA 模块。所有这些信号都可以在模块内作调理和处理，生成同步的数据，并准备用于进一步的处理：诸如FFT，同步阶次跟踪分析或倍频程分析等，并可记录下所有的阵列时间信号。

因此，它可以拥有无限量的“虚拟”通道，任意组合扭转振动、横向振动和声信号的测量。

就QTV模块本身而言，其四个输入通道可分别按两种模式来工作：一是作为“常规”的模拟信号输入通道；二是作为“扭振”模式，后者生成即时的rpm值。这意味着，如果无需让所有的QTV通道都用来测量rpm变量的话，那么，它们也可以用作加速度测量通道或传声器测量通道等。

6.用LMS https://www.wendangku.net/doc/f98530165.html,b 测量扭振

与数据采集硬件一起，有好的软件工具来驱动硬件和处理测量结果也是很重要的。

LMS https://www.wendangku.net/doc/f98530165.html,b软件系列是专门为一般声学和振动测量而设计的，与LMS SCADAS Ⅲ硬件测量平台紧密地集成。产品系列之一专用于旋转机械试验，不过，所有的应用都共享一通用平台和数据库。

软件设计成“流水线”（streamline）作业方式，以最有效的途径完成有关处理，引导操作者通过不同的流程，不失灵活地返回，或规定综合性处理和特定处理。

直观的工作流程说明（见图7），导引操作者通过不同的流程，如：测量设置，试验规定，试验执行（可实施单一处理或多类型处理），试验检验，（包括极其快速地评估前面采集数据的质量,以及跟从前的参考数据作比较），和最终的报告。

图6：LMS https://www.wendangku.net/doc/f98530165.html,b 旋转机械试验解决方案

图7：工作流程导引：窗口下部的工作流程条形栏，导引操作者通过不同的流

程，每一步都有适当的GUI。（窗口内显示的是带有电平标尺的脉冲信号）对于扭振而言，可以很容易设置测量参数和对脉冲信号作译码处理。阵列时间信号可以目视观察，帮助操作者设置有关的参数:?如触发电平，触发斜率，设置或取消触发延时等。且可以帮助诊断出品质不良的信号，譬如说，由有毛病的探头给出的信号。当然，对脉冲串信号，即时rpm值和信号波形都可以从窗口上实时看到。

扭振通道的处理与其它类型振动信号的处理非常相似，额外的得益是彼此完全同步。

处理内容之一是获得rpm的即时值（表示为rpm, rad/sec 或 deg/s）,参看图8，图中表示的是从一发动机飞轮上测量出的rpm变量。注意到这一例子中，对应旋转的每一圈，有两个主要的扭振循环。

信号的在线积分或微分，可得到角位移或角加速度的变化。其谱成分可以即时测量，或将其表示为rpm的函数（三维谱）。同步重采样的数据也可构成三维的阶次谱。

分割的频率，分割的谐波或分割的阶次，可以抽取出来，表示为测量的rpm信号（包括QTV信号）的任意函数。所有这些功能意味着后处理只需要极少的工作量。

此外，可以个别地处理每一特定通道，计算要求的导出量：

利用“虚拟通道”的概念，容易在线计算出转轴不同截面间相对扭转变量的频谱（两个通道的信号先积分再相减）。

图8：扭振信号的时间历程、频谱、阶次谱及三维彩色谱图（坎贝尔图）对输入数据的进一步处理可定义为“时间信号计算器”。它允许对输入的数据执行各种数学运算，包括：滤波，消除趋势项，积分和微分等等。这些处理可以是纯粹对话式的后处理，也可以按照预先的安排，在测量之后随即自动完成计算。

这种处理功能，可用于测量相对扭转角，计算皮带轮的打滑，或者将转速转换为切向

线性插值是在超高的过采样后进行的,可以认为输入数据具有极好的线性度，它有效地保证了最佳的RPM 精度。仿真处理表明，理论上，QTV 处理的时间分辨率等效于工作在几个GHz 的计数器。

当然，这只是在理论上的分析。下面，我们来考察一下实际受到的限制和可能的误差源。

7.2 QTV 的精度分析

QTV 将模拟转速信号转换到rpm 数据的精度主要取决于下面两个因素：

· 输入信号的品质；

· ADC 的幅值精度（位数，或量化误差）

QTV 的更详细计算和误差分析说明如下。

图11： 最后的线性插值

QTV 的最终估计是通过线性插值得出的。这种估计的误差可由图11说明。灰色面积表明的是幅值精度不确定性，主要源于模数转换的量化误差。当然，模拟量的热噪声（高斯噪声）也起到小的作用。

假定观察的是一个正弦信号：

令 n 为 采样序号，s T 为 采样间隔，则

另一个表示采样值的方法涉及到?值，它等于插值后的采样点到实际过零点之间的时间间隔（见图11）：

零点两边的两个采样分别为：

在充分过采样的情况下，可以简化为：

于是，可以将?表示为插值抽样的函数：

QTV 的精度受到采样数据精度的限制。采样值存在某些不确定因素，图11的粗灰线表示出该不确性。作为QTV 原理上的分析，可以假定模拟输入的噪声可忽略不计，主要以量化噪声作为讨论限制因素的出发点。

根据统计理论，量化的方差等于

其中，LSB 代表最小有效位（Least Significant Bit ），即ADC 的分辨率。由于利用两个采样数据，必须以22σ去计算?的方差。

这样，最终的量化误差为：

可以给出?不确定性的表达式为：

如果令信号周期 f

f M s =，可得到相对误差的表示式：

由此，可以得到的结论是，QTV 的精度只取决于ADC 的精度，而与转速信号本身和采样频率均无关。

绝对误差为：

7.3 QTV 与传统计数器法的比较

QTV 与传统的计数器法比较，有两大性能差别：

1. QTV 的相对误差对所有频率是常数（这是因为零位估计的误差只与信号周期有关）。而计数器的相对误差则随频率的增加而增加，它可以表示为：

其中，T 是信号周期，

而clock T 则是计数器的分辨率。上式说明计数器的绝对误差正比于2f ，而QTV 的绝对误差与频率成线性关系。尤其对更高的频率而言（每转的脉冲数较多），QTV 的优点非常突出。这种情况的绝对误差为：

2. 噪声抑制。由于高频计数器本身属于一种超高带宽的装置，模拟输入的宽带噪声是重要的影响因素。零位附近的幅值噪声直接转换为相位噪声，导致检测精确过零时刻的不确定性增加。而QTV 滤除高于

4

s f 的所有噪声，因此过零时刻的估计会非常精确。 7.4 计算实例

考察下述情况：

升速测量过程从600 RPM 起，到6000 RPM 止。采集的转速信息由120(脉冲/转)的编码器给出，给定的频带为1.2kHz 至12kHz 。用100MHz 的计数器与QTV 做比较。 对于QTV ，取幅值A ＝1。

由两种方法的理论误差公式，我们得出：

虽然这只是纯理论限，与实际状态可能不十分一致。然而它还是说明了计数器法和QTV 的精度值在数量级上的差别。

QTV 的精度：

8.应用举例

8.1发动机和传动系的扭振分析

对于装置有自动变速箱的车辆来说，传动系的扭振会加大油耗。自动变速箱的低速扭矩转换器是常用的。早期的扭矩转换器通过一个锁止离合器能很有效地脱离或锁定。

图12：传动系扭振检验。右上：9个旋转振动的测量部位示意；左下：说明扭振谐振的三

维谱（彩色图）之一；右下：扭振的计算值与测量值的对比

传动系的扭振可妨碍扭矩的尽快锁定，从而导致增大油耗。扭振还可能导致降低操纵

图12所示为整车在底盘功率计上作试车情况下，用试验和分析混合的途径研究和预测传动系的扭振。该混合途径建立在整车多体动力学模型基础上，其所有重要部件都按柔体来考虑。

该混合途径分成若干步骤，允许逐步“混合”成一可靠的模型，它基于对每个子部件的逐一验证。

最后做整车的测量检验，目的是验证和完善分析模型。

8.2多轴装置的扭振

图13所示为一双轴机械装置，通过一同步齿轮组使两个轴彼此完全同步转动。对这一轴系的旋转振动特性进行了测量和分析。对两个轴分别在各自的驱动端和同步输出端测量即时转速变量，测量采用电感式位移计和测（转）速专用齿轮（参看图4），并在人工控制逐步降低转速情况下进行测量。

图13：一双轴同步旋转齿轮装置的扭振试验。

左图：机械装置示意及降速过程中转速的变化曲线

右图：用LMS SCADAS Ⅲ测量出的4路扭振信号和2路线加速度信号的

三维彩色频谱。其上部4个图中的铅垂点线可视为扭振谐振以驱动电机的转速信号作为参考，在图13的左图中，以绿颜色细线表示电机转速随时间的变化。该图中，轴1入端和出端的转速变化分别用红色线和蓝色线表示。从该图可以清楚地看出存在有围绕递减的平均转速的转速波动。

图13的右图表示出四路转速信号和两路线加速度信号的三维频谱彩色图。从这些图可看出，转速变量有正比于轴转速谐波的分量，也有若干固定频率的谐振分量。

有意思的是，两个同步齿轮的三维谱非常相似。对它们的相位关系作分析表明，二者的振动完全反相，而两个轴的旋转也是反方向同步旋转。

8.3森林割草机的扭振分析

图14表示一森林割草机在起动阶段的转速信号，以及离合器脱离和闭合阶段的转速信号。图中，发动机的转速信号以红线表示，离合器的转速信号用蓝线表示。

将油门全开升速，发动机转速稳定几分之一秒，离合器转速开始按一固定的频率发生振蘯。轴的扭振谐振频率约为36HZ，该谐振被发动机的0.5倍谐波所激励（所使用的是单缸,四循环式发动机）。对转速信号的仔细分析表明，发生了频率约36Hz，幅值为6o的扭振。这6o正好相应于齿轮变速器接合刀具的齿间间隙。由此造成齿轮的拍击（rattle）,并导致齿轮变速器的反作用力。此外，刀具的护罩也发生相同频率的谐振。

图14：森林割草机转速变量分析说明

扭振不仅引起耐久性问题，且由于扭振和结构振动的交互作用会引起噪声、振动和舒适性问题。

在LMS SCADAS Ⅲ前端采用QTV模块，结合LMS https://www.wendangku.net/doc/f98530165.html,b软件，可以使扭振的测量变得极为简便。由此可获得用途很广的测量和处理功能，适用于扭振测量以及更多的其它测量和分析。

扭转振动测试大纲

柴油机组轴系扭转振动 测试大纲 编制：______________ 校核：______________ 审批：______________ 中船动力研究院有限公司 2016年08月

1.测试目的 对柴油机组轴系进行扭振的自由振动及强迫振动测试。 2.测试对象 本次测试对象为柴油机-水力测功机机组，由柴油机，水力测功机，基座等组成。柴油机通过联轴器与水力测功机连接，并共同安装在基座上。机组额定转速为750r/min，额定功率为2430kW。 图1 柴油机组示意图 3.测试系统 在柴油机飞轮端安装磁电传感器进行扭振信号的采集，测试系统图如图2所示。 图2 测试系统示意图 表1 测试仪器列表 4.测试步骤

（1）检查测试场地的电源情况。 （2）先在各测点布置传感器，然后按照要求接线，打开测试仪器及计算机。（3）启动机组，传感器将采集到的信号输送到LMS分析仪中进行处理。（4）完成各工况下的信号采集，处理实验数据。 5.测试工况说明 （1）轴系扭转振动自由振动测试 柴油机组空载，机组转速自200r/min连续升至900r/min（900r/min连续降至200r/min），保证转速连续升（降）的持续时间至少在1min左右，同时进行轴系扭振信号的采集。 柴油机组空载，机组转速从200r/min升至900r/min，每次间隔为20r/min。等待转速稳定后，进行扭振信号采集。 （2）轴系扭转振动强迫振动测试 功率负载按分别调整至0%、25%、50%、75%、90%、100%、110%的额定功率，进行轴系扭转振动稳态测试。 6.测试结果 表2 轴系固有频率测试数据记录表

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或 M F x dt dx dt x d M F x dt dx n dt x d F Kx dt dx C dt x d M /2/222 22 2 222=++=++=++ωξωω （3-1） 式中：ω—系统固有圆频率 ω =K/M n ---衰减系数 2n=C/M ξ---相对阻尼系数 ξ=n/ω F ——激振力 )2sin(sin 0ft B t B F πω== 方程①的特解，即强迫振动为： ) 2sin()sin(0?π?ω-=-=f A A x （3-2） 式中：A ——强迫振动振幅 ? --初相位 2 0222024)(/ωωωn M B A +-= （3-3） 式(3-3)叫做系统的幅频特性。将式(3-3)所表示的振动幅值与激振频率的关系用图形表示，称为幅频特性曲线(如图3-3所示)： 3-2 单自由度系统力学模型 3-3 单自由度系统振动的幅频特性曲线 图3-3中，Amax 为系统共振时的振幅；f 0为系统固有频率，1f 、2f 为半功率点频率。 振幅为Amax 时的频率叫共振频率f 0。在有阻尼的情况下，共振频率为： 2 21ξ-=f f a (3-4) 当阻尼较小时，0f f a =故以固有频率0f 作为共振频率a f 。在小阻尼情况下可得 01 22f f f -= ξ (3-5) 1f 、2f 的确定如图3-3所示： M X C K

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基于NDI的人体振动测量与分析

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太阳能热水器计算分析报告书

太阳能热水系统设计计算书

设计计算书 设计依据： 1、《民用建筑太阳能热水系统技术手册草案》 2、《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》(GB 50364-2005) 3、《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003) 2009版本 4、《太阳能热利用原理与计算机模拟》（西北工业大学出版社 张鹤飞主编） 5、《太阳能供热采暖应用技术手册》（化学工业出版社 何梓年 朱敦智主编） 系统方案：条件冷水供水水质硬度小于等于150mg ／L(以计)。用户对冷热水压差稳定要求不严。因此太阳能热水系统采用单水箱强制循环直接加热电辅助加热系. 按照建筑给水排水设计规范 （GB 50015-2003）（2009年版） T t t C mq K Q r l r r h h ρ)-(==144291.6 (KJ/h)=40.1KW 式中: Q h -- 设计小时耗热量（KJ/h ）； m -- 用水计算单位数；（62人） q r -- 热水用水定额80（L/人·d ）； C -- 水的比热 ，C=4.187（KJ/kg ·℃）； t r -- 热水温度，t r =60℃ t l -- 冷水温度，t l =7℃； ρr -- 热水密度（kg/L ），ρr ＝0.9832； T -- 每日使用时间（h ）；24 K h -- 小时变化系数；3.2 r l r h rh C t t Q q ρ)(-= ≈605 (L/h) 式中: q rh -- 设计小时热水量（L/h ）； Q h -- 设计小时耗热量（KJ/h ）；144291.6 t l -- 设计热水温度，t l =65℃； t r -- 设计冷水温度，t r =7℃； 总计如下 设计小时热水量：605.00 (L/h) 设计小时耗热量：144291.6 (KJ/h) 直接系统集热器总面积可根据用户的每日用水量和用水温度确定，按下式计算：

汽车曲轴扭振理论分析

国际机械工程与力学会议记录 2007年11月，中国江苏省无锡市 汽车曲轴扭振理论分析 S. Mahjob, S. J. Seydalian, M. Heidari Department of Mechanical Engineering, Imam Hossein University, Babai superhighway, Tehran, Iran E-mail: j.seadalian@https://www.wendangku.net/doc/f98530165.html, 摘要： 汽车曲轴受到因气缸周期性冲击而产生的周期波动的扭矩的作用。气压力和因往复质量而产生的惯性力构成了作用于曲轴组的激发力矩。这些力对曲轴产生交替变化的力矩，从而导致发动机的振动，进而引起汽车产生振动和噪声。尽管大多数的物理结构都是连续的，但是通常可以通过离散参数模型来表示它们的运动。这篇论文系统分析了曲轴扭转振动对发动机转速的影响。共有五种理论分析模型，分别为5自由度、6自由度、17自由度和21自由度。扭转振动分析被用来确定系统的自由振动频率。自由度的范围从5到21。不同模型的分析结果与实验模型比较，从而获得最佳模型。通过用最佳的理论模型代替实验模型并且提高发动机转速，发现在不同速度下理论模型的性能和实验模型很接近。 1. 简介： 研究机械结构的动态特性定义为模态分析。这篇论文介绍了曲轴扭振对发动机性能的影响。并建立的数学模型模拟曲轴的振动。这个模型包括5、6、17、19和21自由度的曲轴。论文中分析和测试的曲轴为RENALT 曲轴。 不同模型的实验结果非常吻合。 有限元分析是另外一种分析方法，结合了质量和刚度矩阵，主要用来做敏感性分析和动态行为的预测。但是考虑到结构的复杂性，往往结构的实际性能与分析结果存在一定误差。理论分析的方法比较复杂，但是它为下一步分析提供了一个逻辑和方法。[这在本文中有详细说明。 2. 理论方法 固有频率和振型由以下方程决定：单位矩阵I 、质量矩阵M 、特征值λ、刚度矩阵K 、固有频率ω、特征向量X }0{]][[}]{[.. =+θθK M (1) 振型: 0}]{[1=--i i X M λ (2) 固有频率: 02 =-i M K ω ? 00121=-?=---i i K M I K M λω (3)

振动测试和分析技术综述分析解析

振动测试和分析技术综述 黄盼 （西华大学，成都四川 610039） 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，包括振动测试与信号分析的国内外发展概况、振动信号数据采集技术、振动测试技术、以及振动测试与信号分析的工程应用，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; 综述 Summary of Vibration Testing and Analysis HuangPan ( Xihua University，Chengdu 610039，China) Abstract: Vibration testing and analysis is an effective tool in analyzing structure and system dynamic characteristic and detecting the failures of structures,systems and facilities. The present paper reviews the current vibration testing and analysis techniques，including the development of vibration measurement and analysis of domestic and foreign，vibration signal data acquisition,vibration testing technology ,vibration measurement and analysis in engineering application. Finally,the future development in the field of vibration testing and analysis is predicted. Key words: vibration testing; signal analysis; dynamic characteristic;overview

振动基础知识分析

基本概念和基础知识 一、常见的工程物理量 力、压力、应力、应变、位移、速度、加速度、转速等 （一）力：力是物体间的相互作用，是一个广义的概念。物体承受的力可以有加载力，也可以有动态力，我们常测试的力主要是动态力，即给结构施加力，激发结构的某些特性，便于测试了解其结构特性，如模态试验用的力锤。 （二）应力应变：材料或构件在单位截面上所承受的垂直作用力称为应力。在外力作用下，单位长度材料的伸长量或缩短量，称为应变量。在一定的应力范围（弹性形变）内，材料的应力与应变量成正比，它们的比例常数称为弹性模量或弹性系数。 （三）振动位移：位移就是质量块运动的总的距离，也就是说当质量块振动时，位移就是质量块上、下运动有多远。位移的单位可以用μm 表示。进一步可以从振动位移的时间波形推出振动的速度和加速度值。

可以是静态位移，可以是动态位移。通常我们测试的都是动态位移量。有角位移、线位移等。 （四）振动速度：质量块在振荡过程中运动快慢的度量。质量块在运动波形的上部和下部极限位置时，其速度为0，这是因为质量块在这两点处，在它改变运动方向之前，必须停下来。质量块的振动速度在平衡位置处达到最大值，在此点处质量块已经加速到最大值，在此点以后质量块开始减速运动。振动速度的单位是用mm/s来表示。 （五）振动加速度：被定义为振动速度的变化率，其单位是用有多少个m/s2 或g来表示。由下图可见加速度最大值处是速度值最小值的地方，在这些点处质量块由减速到停止然后再开始加速。 （六）转速：旋转机械的转动速度 （七）简谐振动及振动三要素 振动是一种运动形式――往复运动

d＝Dsin（2πt/T＋Φ） D――振动的最大值，称为振幅 T――振动周期，完成一次全振动所需要的时间 f――单位时间内振动的次数,即周期的倒数为振动频率， f ＝1/T （Hz）(1) 频率f 又可用角频率来表示，即 ω＝2π/T （rad/s） ω和f的关系为 ω＝2πf （rad/s）(2) f ＝ω/2π（Hz）(3) 将式（1）、（2）、（3）代入式可得 d ＝D sin（ωt＋Φ）＝Dsin（2πft＋Φ） 可以用正玄或余玄函数描述的振动过程称之为简谐振动

振动分析基础知识讲课教案

旋转机械振动分析基础 汽轮机、发电机、燃气轮机、压缩机、风机、泵等都属于旋转机械，是电力、石化和冶金等行业的关键设备。这些设备出现故障后，大多会带来严重的经济损失。 振动在设备故障中占了很大比重，是影响设备安全、稳定运行的重要因素。振动又是设备的“体温计”，直接反映了设备健康状况，是设备安全评估的重要指标。一台机组正常运行时，其振动值和振动变化值都应该比较小。一旦机组振动值变大，或振动变得不稳定，都说明设备出现了一定程度的故障。振动对机组安全、稳定运行的危害主要表现在： (1)振动过大将会导致轴承乌金疲劳损坏。 (2)过大振动将会造成通流部分磨损，严重时将会导致大轴弯曲。统计数据表明，汽轮发电机组60％以上的大轴弯曲事故就是由于摩擦引起的。 (3)振动过大还将使部件承受大幅交变应力，容易造成转子、联结螺栓、管道、地基等的损坏。 正因为振动对设备安全运行相当重要，人们对振动问题都很重视。目前大型机组上普遍安装了振动监测系统，并将振动信号投了保护。振动超标时，保护动作，机组自动停机，从而保证设备的绝对安全。

一、振动分析基本概念 振动是一个动态量。图所示是一种简单的振动形式－简谐振动，即振动量按余弦（或正弦）函数规律周期性地变化，幅值反映了振动大小；频率反映了振动量动态变化的快慢程度；相位反映了信号在t=0时刻的初始状态。 可见，为了完全描述一个振动信号，必须同时知道幅值、频率和相位这三个参数，人们称之为振动分析的三要素。 振动是一个动态变化量。为了突出反映交变量的影响，振动监测时常取波形中正、负峰值的差值作为振动幅值，又称为峰峰值。 简谐振动是一种简单的振动形式，实际机组上发生的振动比简谐振动要复杂得多。不管振动多么复杂，由信号分析理论可知，都可以将其分解为若干具有不同频率、幅值和相位的简谐分量的合成。 旋转机械振动分析离不开转速，为了方便和直观起见，

CATIA有限元分析报告地报告材料计算实例完整版

CATIA有限元分析计算实例 CATIA有限元分析计算实例 11.1例题1 受扭矩作用的圆筒 11.1－1划分四面体网格的计算 （1）进入【零部件设计】工作台 启动CATIA软件。单击【开始】→【机械设计】→【零部件设计】选项，如图11－1所示，进入【零部件设计】工作台。 图11－1单击【开始】→【机械设计】→【零部件设计】选项 单击后弹出【新建零部件】对话框，如图11-2所示。在对话框输入新的零件名称，在本例题中，使用默认的零件名称【Part1】。点击对话框的【确定】按钮，关闭对话框，进入【零部件设计】工作台。 （2）进入【草图绘制器】工作台 在左边的模型树中单击选中【xy平面】, 如图11-3所示。单击【草图编辑器】工具栏的【草图】按钮，如图11-4所示。这时进入【草图绘制器】工作台。

图11－2【新建零部件】对话框 图11－3单击选中【xy平面】 （3）绘制两个同心圆草图 点击【轮廓】工具栏的【圆】按钮，如图11-5所示。在原点点击一点，作为圆草图的圆心位置，然后移动鼠标，绘制一个圆。用同样分方法再绘制一个同心圆，如图11-6所示。 图11－4【草图编辑器】工具栏 图11－5【轮廓】工具栏 下面标注圆的尺寸。点击【约束】工具栏的【约束】按钮，如图11-7所示。点击选择圆，就标注出圆的直径尺寸。用同样分方法标注另外一个圆的直径，如图11-8所示。

图11－6两个同心圆草图 图11－7【约束】工具栏 双击一个尺寸线，弹出【约束定义】对话框，如图11－9所示。在【直径】数值栏输入100mm，点击对话框的【确定】按钮，关闭对话框，同时圆的直径尺寸被修改为100mm。用同样的方法修改第二个圆的直径尺寸为50mm。修改尺寸后的圆如图11-10所示。 图11－8标注直径尺寸的圆草图 图11－9【约束定义】对话框 （4）离开【草图绘制器】工作台 点击【工作台】工具栏的【退出工作台】按钮，如图11-11所示。退出【草图绘制器】工作台，进入【零部件设计】工作台。

扭振测试仪简介

研旭ANZT6.0扭振测试分析仪 产品简介 研旭扭振测试分析仪：ANZT6是我们于2006年最新推出的第六代通用型扭振测试分析仪。它是经过第一至第五代20多年的不断改进换代更新于2006年才开发成功的，其中第1、2、5代经历三次中央级鉴，并在全国发电、船舶、汽车、坦克、雷达、柴油机等行业和许多高校及研究所广泛应用和国外一些单位采用。获得好评。而第六代仪器较之第五代则有较大的改进和突破，它具有高精度、高速度、高指标、多输出（能同时输出频谱，时域波形谐次跟踪）多通道等实时测试，显示等特点和数十项的后处理功能，使其可更方便的得到适用于各检验机关的测试分析报告（包括扭振应力，扭矩和许用值的比较）。第六代仪器的体积仅为第五代的八分之一，约一巴掌大小，非常紧凑、结实、可靠。

（一）数字部件 通道数：1-2通道 扭角测试：量程：0-10度（峰值）；分辨率：1毫度；准确度：n≤3000转/分为百分之一±1个字；n＞3000转/分为百分之二±1个字 可测试扭振频率：0.1Hz-1.5KHz 可测试扭角的转速范围；2-20000转/分（此两项指标都突破国际水平）转速测试：量程2-30000转/分，准确度：0.5‰±1个字，分辩率：0.1转/分 频谱分析：输出转速频速率的0.5-20次谐波频谱，准确度：5%，分析带宽：0.1Hz-1.5KHz，可通过改变每转脉冲数设置来细化频谱，捕捉其他频率成分(包括各种分数次谐波成分)。 具有扭角的幅值测试和有效值测试功能选择。 具有整个测试过程转速升降变化曲线的显示和记录功能。

对于超低速扭振的测量采用连续采样法，从而大大提高了测试速度和精度。 在联机现场测试和事后数据处理过程中，采用了多种软硬件措施，大大加强 了抗干扰能力和数据的平稳性、光滑性。采用了正确合理的平滑算法，既可防止过大干扰信号的侵入又可在较快速升降转速过程中或 者长时间转速稳定时，准确捕捉到共振峰值，反应轴系地固有扭振特性。 传感器齿轮数或每转脉冲数：4-2000 最高采样频率：600KH 信号幅度范围：30MV-100V（此三项指标超国际水平） 和PC机通讯的软硬件(USB及串口通讯)可将仪器计算出的频谱数据及扭振 时域波形传送到PC机屏幕显示和存盘，并可将数据组合成谐次转速跟踪曲线及数个谐次的综合曲线（波特图），三维图、扭应力曲线、扭矩曲线、许用应力、许用扭矩曲线及不同实验曲线对比等，可用通用打印机打出，还可以将测试结果传到Word、TXT、Excel等软件中再行处理。 仪器体积：11（宽）×10（深）×4（高）cm，重量约0.4KG。无论是笔记 本电脑还是台式机电脑无需对计算机进行改造或插卡都可以进行操作。适用于任何版本的Windows版本。 本仪器可以不用220v电源。可利用USB通讯线进行工作，从而大大加强了 仪器的安全性和可靠性。本仪器可采用各种类型的传感器，只要符合上述第11、13项的要求即可，例如光电、磁电、光纤、编码器等等。 本仪器是纯数字处理，无模拟环节，可保证频率特性极好的平坦性和数据的精度。 本仪器有自动存盘、手动存盘、自动加手动三种数据存盘方式，以适应不同条件的测试需求，保证测试的客观性。

财务指标计算与分析报告

财务指标计算及分析 A、偿债能力分析： 一、资产负债率 资产负债率（debt to assets ratio)是期末负债总额除以资产总额的百分比，也就是负债总额与资产总额的比例关系。资产负债率反映在总资产中有多大比例是通过借债来筹资的，也可以衡量企业在清算时保护债权人利益的程度。资产负债率这个指标反映债权人所提供的资本占全部资本的比例，也被称为举债经营比率。 资产负债率=总负债/总资产。 表示公司总资产中有多少是通过负债筹集的，该指标是评价公司负债水平的综合指标。同时也是一项衡量公司利用债权人资金进行经营活动能力的指标，也反映债权人发放贷款的安全程度。 如果资产负债比率达到100%或超过100%说明公司已经没有净资产或资不抵债！ 1、使用者 债权人：从债权人的立场看，他们最关心的是各种融资方式安全程度以及是否能按期收回本金和利息等。如果股东提供的资本与企业资产总额相比，只占较小的比例，则企业的风险主要由债权人负担，这对债权人来讲是不利的。因此，债权人希望资产负债率越低越好，企业偿债有保证，融给企业的资金不会有太大的风险。 投资者：从投资者的立场看，投资者所关心的是全部资本利润率是否超过借入资本的利率，即借入资金的利息率。假使全部资本利润率超过利息率，投资人所得到的利润就会加大，如果相反，运用全部资本利润率低于借入资金利息率，投资人所得到的利润就会减少，则对投资人不利。因为借入资本的多余的利息要用投资人所得的利润份额来弥补，因此在全部资本利润率高于借入资本利息的前

提下，投资人希望资产负债率越高越好，否则反之。 经营者：从经营者的立场看，如果举债数额很大，超出债权人的心理承受程度，企业就融不到资金。借入资金越大(当然不是盲目的借款)，越是显得企业活力充沛。因此，经营者希望资产负债率稍高些，通过举债经营，扩大生产规模，开拓市场，增强企业活力，获取较高的利润。 2、影响因素 （1）利润及净现金流量的分析 企业资产负债率的增长，首先要看企业当年实现的利润是否较上年同期有所增长，利润的增长幅度是否大于资产负债率的增长幅度。如果大于，则是给企业带来的是正面效益，这种正面效益使企业所有者权益变大，随着所有者权益的变大，资产负债率就会相应降低。其次要看企业净现金流入情况。当企业大量举债，实现较高利润时，就会有较多的现金流入，这说明企业在一定时间有一定的支付能力，能够偿债，保证债权人的权益，同时说明企业的经营活动是良性循环的。 （2）资产分析 流动资产分析：企业资产负债率的高低与流动资产所占总资产的比重、流动资产的结构以及流动资产的质量有着至关重要的联系。如果流动资产占企业总资产的比重较大，说明企业资金周转速度较快、变现能力强的流动性资金占据了主导位置，即使资产负债率较高也不十分可怕了。流动资产结构主要是指企业的货币资金、应收账款、应收账款、存货等资产占全部流动资产的比重。这些是企业流动资产中流动性最快、支付能力最强的资产。我们知道货币资金是即付资金，应收账款是随时回笼兑现的资金，存货是随着销售的实现而变现的资金，这些资产的多少直接影响着企业付现的能力。如果该比重大，说明企业流动资产结构比较合理，有足够的变现资产作保证。反之，则说明企业流动资产中待处理资产、待摊费用以及相对固化或费用化挂账资产居多，这些资产都是尚待企业自行消化的费用，不仅不能变现偿债，反而会耗用、侵蚀企业利润，这也是一个危险的信号。流动资产的质量，主要看企业应收账款中有无呆坏账，其比重有多大，存货中有无滞销商品、长期积压物资，企业是否计提了坏账准备、销价准备，所提坏账准备、销价准备是否足以弥补呆坏账损失、滞销商品损失和积压物资损失。

结构设计pkpm软件SATWE计算结果分析报告

学习笔记 PMCAD中--进入建筑模型与荷载输入： 板荷：点《楼面恒载》会有对话框出来，选上自动计算现浇楼板自重，然后在恒载和活载项输入数值即可，一般恒载要看楼面的做法，比如有抹灰，找平，瓷砖，吊顶什么的，在民用建筑中可以输2.0，活载就是查荷载规范。梁间荷载：PKPM中梁的自重是自己导入的，所以梁间荷载是指梁上有隔墙或者幕墙或者女儿墙之内在建模时不建的构建，把他们折算成均布荷载就行。比如，一根梁上有隔墙，墙厚200mm，层高3000mm，梁高500mm，如果隔墙自重为11KN/m3，那么恒载为11*（3000-500）*200+墙上抹灰的自重什么的即可。 结构设计pkpm软件SATWE计算结果分析 SATWE软件计算结果分析 一、位移比、层间位移比控制 规范条文： 新高规的4.3.5条规定，楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移角，A、B级高度高层建筑均不宜大于该楼层平均值的1.2倍；且A级高度高层建筑不应大于该楼层平均值的1.5倍，B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及复杂高层建筑，不应大于该楼层平均值的1.4倍。高规4.6.3条规定，高度不大于150m的高层建筑，其楼层层间最大位移与层间之比（即最大层间位移角）Δu/h应满足以下要求： 结构休系Δu/h限值 框架 1/550 框架-剪力墙，框架-核心筒 1/800 筒中筒，剪力墙 1/1000 框支层 1/1000 名词释义： （1）位移比：即楼层竖向构件的最大水平位移与平均水平位移的比值。 （2）层间位移比：即楼层竖向构件的最大层间位移角与平均层间位移角的比值。 其中： 最大水平位移：墙顶、柱顶节点的最大水平位移。 平均水平位移：墙顶、柱顶节点的最大水平位移与最小水平位移之和除2。 层间位移角：墙、柱层间位移与层高的比值。 最大层间位移角：墙、柱层间位移角的最大值。 平均层间位移角：墙、柱层间位移角的最大值与最小值之和除2。 控制目的: 高层建筑层数多，高度大，为了保证高层建筑结构具有必要的刚度，应对其最大位移和层间位移加以控制，主要目的有以下几点：

某船舶推进轴系扭振计算分析-不错的论文(精)

第22卷 第5期（总第131期）2011年10月 船舶 SHIP&BOAT Vol.22No.5October，2011 ［船舶轮机］ 某船舶推进轴系扭振计算分析 金立平 （吉林省地方海事局 ［关键词］船舶推进轴系；有限元；转动惯量；扭振［摘 要］提高轴系扭振计算精度，必须有精确的原始参数，以准确掌握船舶轴系扭振情况。在有限元分析软件 中，建立曲柄半拐等的三维模型，用有限元分析方法精确的确定了各质量、轴段的转动惯量、扭转刚度等精确原始参数。基于建立的实船轴系当量系统，计算出了各结自由振动的频率及对应的共振转速，自由端和飞轮输出端的振幅，分析了轴段应力和扭矩随曲轴转角及转速的变化关系。结果表明在整个转速范围内，扭转振幅小于限定值，轴段的最大扭矩和应力均小于材料许用值，本船舶轴系扭转振动状况是良好的。 ［中图分类号］U664.21 ［文献标志码］A ［文章编号］1001-9855（2011）05-0046-04 长春130061）Torsionalvibrationcalculationandanalysisofashippropulsionshaft JINLi-ping （JiLinLocalMaritimeSafetyAdministration，Changchun130061） Keywords：marinepropulsionshafting；FEM；inertiamoment；torsionalvibration Abstract：Thepreciseoriginalparametersarecriticalforimprovingthecalculationaccuracyofshafttorsi onalvibration.Athree-dimensionalmodeofahalfcrankisestablishedinthefiniteelementanalysissoftwaretoaccurate lycalculatetheoriginalparameterssuchasthemomentofinertiaandtorsionalstiffnessofeachs haftsection.Basedontheestablishedrealshipshaftingequivalentsystem,thispapercalculatedt hefreevibrationfrequencyandthecorrespondingresonancespeed,aswellasthevibrationampl itudeofthefreeendandtheflywheeloutputend,analyzedtherelationshipofthestressandtorque ofshaftsandthecrankangleandenginespeed.Theresultsshowthatinthewholespeedrange,thet

振动测量分析

振动测量分析 三个单位：振幅mm、振动速度（振速）mm/s、振动加速度 mm/(s^2) 振幅是表象，速度和加速度是转子激振力的程度。 mm振动位移：一般用于低转速机械的振动评定； mm/s振动速度：一般用于中速转动机械的振动评定； mm/（s^2）振动加速度：一般用于高速转动机械的振动评定。 工程实用的振动速度是速度的有效值，表征的是振动的能量；加速度是用的峰值，表征振动中冲击力的大小。 振幅理解成路程，单位是mm；把振速理解成速度，单位是 mm/s；振动加速度理解成运动加速度，单位mm/s2。速度描述的是运动快慢；振速就是振动快慢，一秒内能产生的振幅。振幅相同的设备，它的振动状态可能不同，所以引入了振速。 位移、速度、加速度都是振动测量的度量参数。就概念而言,位移的测量能够直接反映轴承\固定螺栓和其它固定件上的应力状况。例如:通过分析透平机上滑动轴承的位移,可以知道其轴承内轴杆的位置和摩擦情况。速度反映轴承及其它相关结构所承受的疲劳应力。而这正是导致旋转设备故障的重要原因。加速度则反映设备内部各种力的综合作用。表达上三者均为正弦曲线,分别有90度,180度的相位差。现场应用上,对于低速设备(转速小于1000RPM)来说,位移是最好的测量方法。而那些加速度很小,其位移较大的设备,一般采用折衷的方法,即采用速度测量,对于高速度或高频设备,有时尽管位移很小,速度也适中,但其加速度却可能很高的设备采用加速度测量是非常重要的手段。另外还需要了解传感器的工作原理及应用选择,提及一点,例如采用涡流传感器测量的位移和应用加速度传感器通过两次积分输出的位移所得到的东西是完全不一样的。涡流传感器测量轴承与轴杆之间的相对运动,加速度传感器测量轴承顶部的振动,然后转换成位移。如整个轴承振动的很厉害,轴与轴承的相对运动很小,涡流传感器就不能反应出这样的状态,而加速度传感器则可以。两种传感器测量两种不同的现象。理解了这些,你就能明白为什么许多有经验的工程师将涡流传感器和加速度传感器组合应用以便既可观察轴承相对于地面的振动,又能监测到轴相对于轴承的振动了。通过这样的方式能得到更完整的机器状态 对一个单一频率的振动，速度峰值是位移峰值的2πf倍，加速度峰值又是速度峰值的2πf倍。当然要注意位移一般用的峰峰值，速度用有效值，加速度用峰值。还要注意现场测量的位移是轴和轴瓦的相

SATWE计算结果分析报告

SATWE软件计算结果分析 一、位移比、层间位移比控制 规范条文： 新高规的4.3.5条规定，楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移角，A、B级高度高层建筑均不宜大于该楼层平均值的1.2倍；且A级高度高层建筑不应大于该楼层平均值的1.5倍，B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及复杂高层建筑，不应大于该楼层平均值的1.4倍。 高规4.6.3条规定，高度不大于150m的高层建筑，其楼层层间最大位移与层间之比（即最大层间位移角）Δu/h应满足以下要求： 结构休系Δu/h限值 框 架 1/55 0 框架-剪力墙，框架-核心筒1/800 筒中筒，剪力墙1/1000 框支层1/1000 名词释义： （1）位移比：即楼层竖向构件的最大水平位移与平均水平位移的比值。 （2）层间位移比：即楼层竖向构件的最大层间位移角与平均层间位移角的比值。其中： 最大水平位移：墙顶、柱顶节点的最大水平位移。 平均水平位移：墙顶、柱顶节点的最大水平位移与最小水平位移之和除2。 层间位移角：墙、柱层间位移与层高的比值。 最大层间位移角：墙、柱层间位移角的最大值。 平均层间位移角：墙、柱层间位移角的最大值与最小值之和除2。 控制目的: 高层建筑层数多，高度大，为了保证高层建筑结构具有必要的刚度，应对其最大位移和层间位移加以控制，主要目的有以下几点： 1．保证主体结构基本处于弹性受力状态,避免混凝土墙柱出现裂缝,控制楼面梁板的裂缝数量,宽度。 2．保证填充墙,隔墙,幕墙等非结构构件的完好,避免产生明显的损坏。 3．控制结构平面规则性，以免形成扭转，对结构产生不利影响。 结构位移输出文件（WDISP.OUT） Max-(X)、Max-(Y)----最大X、Y向位移。（mm） Ave-(X)、Ave-(Y)----X、Y平均位移。（mm） Max-Dx ，Max-Dy : X,Y方向的最大层间位移 Ave-Dx ，Ave-Dy : X,Y方向的平均层间位移 Ratio-(X)、Ratio-(Y)---- X、Y向最大位移与平均位移的比值。 Ratio-Dx,Ratio-Dy : 最大层间位移与平均层间位移的比值 即要求：

振动测量仪器知识

振动测量仪器知识 一、概述 （一）用途 振动测量仪器是一种测量物体机械振动的测量仪器。测量的基本量是振动的加速度、速度和位移等，可以测量机械振动和冲击振动的有效值、峰值等，频率范围从零点几赫兹?几千赫兹。外部联接或内部设置带通滤波器，可以进行噪声的频谱分析。随着电子技术尤其是大规模集成电路和计算机技术的发展，振动测量仪器的许多功能都通过 数字信号处理技术代替模拟电路来实现。这不仅使得电路更加简化，动态范围更宽，而且功能和稳定性也大大提高，尤其是可以实现实时频谱分析，使振动测量仪器的用途更加广泛。 （二）分类与特点 振动测量仪器按功能来分：分为工作测振仪、振动烈度计、振动分析仪、激振器 （或振动台）、振动激励控制器、振动校准器测量机械振动，具有频谱分析功能的称为频谱分析仪，具有实时频谱分析功能的称为实时频谱分析仪或实时信号分析仪，具有多路测量功能的多通道声学分析仪。 振动测量仪器按采用技术来分：分为模拟振动计、数字化振动计和多通道实时信号分析仪。 振动测量仪器按测量对象来分：分为测量机械振动的通用振动计，测量振动对人体影响的人体（响应）振动计、测量环境振动的环境振动仪和振动激励控制器。 工作测振仪特点 通常是手持式，操作简单、价格便宜，只测量并显示振动的加速度、速度和位移等。以前用电表显示测量值，现在都是用数字显示。通常不带数据储存和打印功能，用于一般振动测量。振动烈度计是指专用于测量振动烈度（10 Hz?1000 Hz 频率范围的速度有效值）的振动测量仪器。 实时信号分析仪特点 实时信号分析仪是一种数字频率分析仪，它采用数字信号处理技术代替模拟电路来 进行振动的测量和频谱分析。当模拟信号通过采样及A/D转换成数字信号后，进入数字计算机进行运算，实现各种测量和分析功能。实时信号分析仪可同时测量加速度、速度和位移，均方根、峰值（Peak、峰-峰值（Peak-Peak检波可并行工作。不仅分析速度快，而且也能分析瞬态信号，在显示器上实时显示出频谱变化，还可将分析得到的数据输出并记录下来。 动态信号测试和分析系统特点 包含多路高性能数据采集、多功能信号发生、基本信号分析，还可以选择高级信号分析；以及模态分析、故障分析等应用。尤其适合振动、噪声、冲击、应变、温度等信号的采集和分析。 人体（响应、振动计特点 主要用于测量和分析振动对人体的影响。人体振动又分为人体全身振动和手 传振动，测量计权振动加速度有效值。仪器性能应符合GB/T 23716-2009《人体对 振动的响应一一测量仪器》的要求，对于全身振动（频率计权W c、W d、W e、W j、W k、）和用于进行轨道车辆舒适度评价的全身振动（频率计权W b）频率范围为0.5 Hz?80 Hz，对于建筑物内连续与冲击引起的振动（频率计权W m）频率范围为1 Hz?80 Hz，

统计学计算题例题及计算分析报告

计算分析题解答参考 1.1．某厂三个车间一季度生产情况如下： 计算一季度三个车间产量平均计划完成百分比和平均单位产品成本。 解：平均计划完成百分比＝实际产量/计划产量＝733/（198/0.9+315/1.05+220/1.1） ＝101.81% 平均单位产量成本 X=∑xf/∑f=(15*198+10*315+8*220)/733 =10.75(元/件) 1.2．某企业产品的有关资料如下： 试分别计算该企业产品98年、99年的平均单位产品成本。 解：该企业98年平均单位产品成本 x=∑xf/∑f=(25*1500+28*1020+32*980)/3500 =27.83(元/件) 该企业99年平均单位产品成本x=∑xf /∑(m/x)=101060/(24500/25+28560/28+48000/32) =28.87(元/件) 年某月甲、乙两市场三种商品价格、销售量和销售额资料如下： 1.3．1999 解：三种商品在甲市场上的平均价格x=∑xf/∑f=(105*700+120*900+137*1100)/2700 =123.04(元/件) 三种商品在乙市场上的平均价格x=∑m/∑(m/x)=317900/(126000/105+96000/120+95900/137) =117.74(元/件) 2.1．某车间有甲、乙两个生产小组，甲组平均每个工人的日产量为22件，标准差为 3.5件；乙组工人日产量资料：

试比较甲、乙两生产小组中的哪个组的日产量更有代表性？ 解：∵X 甲=22件 σ甲=3.5件 ∴V 甲=σ甲/ X 甲=3.5/22=15.91% 列表计算乙组的数据资料如下: ∵x 乙=∑xf/∑f=(11*10+14*20+17*30+20*40)/100 =17(件) σ 乙=√[∑(x-x)2 f]/∑f =√900/100 =3(件) ∴V 乙=σ乙/ x 乙=3/17=17.65% 由于V 甲＜V 乙,故甲生产小组的日产量更有代表性。 2.2．有甲、乙两个品种的粮食作物，经播种实验后得知甲品种的平均产量为998斤，标准差为162.7斤；乙品种实验的资料如下： 试研究两个品种的平均亩产量，确定哪一个品种具有较大稳定性，更有推广价值？ 解：∵x 甲=998斤 σ甲=162.7斤 ∴V 甲=σ甲/ x 甲=162.7/998=16.30% 列表计算乙品种的数据资料如下:

相位分析使振动分析更简单

相位分析使振动分析更简单 振动分析主要是一个学习的技能。其70%基于经验，30%基于培训和自学。需要多年才能变成一个有信心和能力的振动分析师。当振动分析是错误时，维修建议也可能是不正确的，没有一个振动分析师想犯错。在这个行业，信誉只能小步小步的积累，而只要1个错误的诊断就会丧失多年积攒的信誉。 对设备进行振动测量时，振动分析仪通过时间波形和频谱提供时间、频率、幅值信息。这些数据就是振动分析的基础。它几乎包含了设备机械和电气故障的全部特征。 振动分析过程涉及到确定振动严重程度，辨别频率和特征、不同峰值和特征对应的机械和电气部件，形成分析结论，如果有必要，提供维修建议。 干这行的都知道，分析振动不是简单的，也不能自动化。你没有想过为什么？这里有几个原因： 1) 设备有很多故障:现实中设备的振动故障模式与我们在培训和书本中学到的大不相同。我们学到的机械和电气故障都是最纯粹的形式-好像设备总是1个故障导致振动。设备通常会有多个故障源导致振动。至少，所有设备都有一些不平衡和不对中。当其它故障发展时，时间波形就会变的复杂，难以分析。振动数据不再和我们学到的故障模式匹配。 2) 振动因果效应：对于每一个动作，都有一个反应。我们测量的一些振动，是其它故障的影响。例如，造成转子不平衡的力可能看起来像不对中，松动或摩擦。当你车子的轮胎不平衡时，车子在行驶时就会振动和摇晃。

3) 很多故障有类似的振动故障模式：由于设备转子以一定的转速运动，振动是周期性的力产生的。很多机械和电气有相似的频率特征，使得很难区分不同故障。 学习振动分析需要一定的时间。参加培训、阅读技术资料和专业书籍、浏览在线资源、会提高振动分析技能和缩短学习曲线。 有一个诊断技术会快速的找到大多数振动故障的根源。它可能是所有振动诊断技术中最强大的。它随同振动分析一直存在，只是没有得到更多的关注，很难找到这方面的信息。这个技术是什么？它就是相位分析。 什么是相位? 相位就是转动部件参考一个固定位置得到的瞬时位置信息。相位告诉我们振动的方向。相位研究就是收集设备和结构的相位数据和评估，揭示部件之间相对运动的信息。振动分析中，相位分为：绝对相位和相对相位。 绝对相位使用一个传感器和光电传感器。每个测点，振动分析仪计算光电触发点和振动波形中下一个正峰之间的时间。时间差转换成角度，显示为绝对相位。相位能以转轴频率或转轴谐频（同步频率）进行测量。转子动平衡时需要绝对相位。