根据共振频率与衰减系数,可以研究设计值(目标值)与实验值的差异。
使用冲击槌和加速度传感器,对被测物(这里使用的金属制品为圆筒型柱体)给予激振信号并采取响应信号,将这两个信号输入FFT分析仪(2通道),运算频率响应函数。由这个频率响应函数可求出共振频率及衰减系数。
仪器组成
测量方法
1 | 将被测物放在软的垫子上,以便能自由振动。 |
2 | 对被测物用冲击锤敲击,测量其激振波形与响应波形 |
3 | 由激振波形和响应波形,可求出频率响应函数。 |
4 | 由频率响应函数,求出固有频率,再求出其衰减系数。 |
被测物为圆筒型柱体。在测量频率响应函数时,要适当地设定FFT分析仪的数据长度(FFT运算采样点为2048点4096点),即测量频率量程,以便在用冲击槌激振被测圆筒体时,使其发生的响应加速度波形在画面中得到充分衰减。另外,应使用触发功能,只读取打击时的波形,并进行适当次数的平均化测量。因为打击前及打击衰减后,信号应为零,所以要用矩形窗。
分析数据例
频率响应函数
上图:频率响应函数 下图:相干函数
从图可确认,测出的频率响应函数是有效的,在该频率量程内,相干函数是高的(大致目标为80%以上)。相干函数值高,表明打击信号(激振信号)和加速度传感器的信号也高。如果,相干函数低,则表明激振力不足,响应加速度信号极小,夹入很多干扰信号。所以,为防止激振力不足,可以采用大型冲击槌,或采用高灵敏度的加速度传感器,甚至可以在振动试验机上进行测量。
槌击波计及其响应加速度波计
左上:槌击波形 右上:响应加速度波形
左下:槌击波形的频谱 右下:加速度频谱
上图为槌击波形及其影响加速度波形的频谱数据图,该频谱说明槌击是非常急促的,当槌的先端非常坚硬时,从低频到数kHz处,几乎为一平直线,然后向高频方向逐渐衰减。这种平坦的频带区,相当于随机激振,在冲击槌先端套上橡胶,则槌击波形变成圆形曲线,即对被测物打击比较温柔,不会伤害被测物。但平坦频率段就变成低频区。所以,根据不同被测物,冲击槌先端也应作成不同,以达到合适的足够的频率。
由频率响应函数计算衰减系数
固有频率(Freq) | 衰减系数(Damp) | 损失系数(Loss.F) |
---|---|---|
3.281 kHz | 0.139 % | 0.277 % |
3.519 kHz | 0.187 % | 0.375 % |
通过对实验数据和设计时的目标值的比较,可以再研究结构形状,安装位置及安装方法。
要点及注意事项
要使用能对测定对象充分激振动的冲击
Revised:2006/09/19