随机振动及试验技术(第七讲)随机振动试验与控制技术.ppt

随机振动及试验技术沈阳航空工业学院随机振动及试验技术授课教师:艾延廷飞行器动力与能源工程学院 2017-6-17 2 随机振动及试验技术沈阳航空工业学院第10章随机振动试验与控制技术 概述概述随机振动试验的必要性随机振动试验的必要性: : 代替现场试验代替现场试验, , 缩短缩短产品研发周期产品研发周期, ,减少开发成本。减少开发成本。实验室再现的可能性:新的试验方法及标准实验室再现的可能性:新的试验方法及标准的制订,新设备的研制,使实验室中的实验等在的制订,新设备的研制,使实验室中的实验等在一定程度上再现现场情况。一定程度上再现现场情况。随机振动试验分类: 随机振动试验分类: ( (1 1 )耐久性试验:也叫强度试验,用于评价结)耐久性试验:也叫强度试验,用于评价结构或试件的抗随机振动特性,研究其强度破坏及构或试件的抗随机振动特性,研究其强度破坏及疲劳寿命等问题。疲劳寿命等问题。 2017-6-17 3 随机振动及试验技术沈阳航空工业学院第10章随机振动试验与控制技术 概述概述( (2 2 )功能试验:研究在随机振动环境下结构或)功能试验:研究在随机振动环境下结构或试件的功能特性。主要是检验结构或试件在使用试件的功能特性。主要是检验结构或试件在使用振动环境下是否产生功能性故是否失灵以及各机振动环境下是否产生功能性故是否失灵以及各机件的连接、固定、安装变形及间隙之类的工艺要件的连接、固定、安装变形及间隙之类的工艺要求是否受到破坏等。求是否受到破坏等。( (2 2 )响应试验:对振动结构作动力响应特性试)响应试验:对振动结构作动力响应特性试验是现代产品的安全、可靠、经济、适用不可或验是现代产品的安全、可靠、经济、适用不可或缺的研究环节。缺的研究环节。 2017-6-17 4 随机振动及试验技术沈阳航空工业学院第10章随机振动试验与控制技术 随机振动的等价条件随机振动的等价条件随机振动是不确定的,如何再现,需要等价随机振动是不确定的,如何再现,需要等价条件。条件。( (1 1)幅值域:均值、方差和均方值。)幅值域:均值、方差和均方值。( (2 2)时差域:自相关函数。)时差域:自相关函数。( (3 3 )自功率谱密度函数。对于多输入系统,还)自功率谱密度函数。对于多输入系统,还要进行互相关函数和互谱密度的模拟。要进行互相关函数和互谱密度的模拟。随机振动等价:两个随机振动的全部统计特随机振动等价:两个随机振动的全部统计特性相同。但用如下特性实现性相同。但用如下特性实现: : 2017-6-17 5 随机振动及试验技术沈阳航空工业学院第10章随机振动试验与控制技术单一随机振动模拟的等价条件讨论。单一随机振动模拟的等价条件讨论。设现场随机振动为设现场随机振动为 , , 与与等价首等价首先是: 先是: ' x x  ( ) x t ' ( ) x t ( ) x t ( (1 1)均值)均值' x x  ( (2 2)标准差)标准差由( 由( 2 2)和( )和( 1 1)导出)导出,说明随机振动,说明随机振动与与的振动总能量及其静态分量都相等。的振动总能量及其静态分量都相等。( ) x t ' ( ) x t 2 2 ' x x  ( (3 3) ) ' ' 1 1 2 2 ; f f f f  分别是分别是与与的峰值对应的的峰值对应的频率。频率。' ' 1 2 1 2 , , , f f f f ' ( ) x G f ( ) x G f () () () 2017-6-17 6 随机振动及试验技术沈阳航空工业学院第10章随机振动试验与控制技术( (4 4) ) 1 ' 1 ( ) ( ) x x G f G f 条件( 条件( 3 3 )、( )、( 4 4 )表示含有振动能量极大值)表示含有振动能量极大值的频率成分相同,而且这些频率上的振动能量大的频率成分相同,而且这些频率上的振动能量大小也相同。条件( 小也相同。条件( 1 1)、( )、( 2 2)表示)表示下面的面积相等。下面的面积相等。( ) x G f f 1f 2f 0' ( ) x G f f 01f 2f 2 ' 2 ( ) ( ) x x G f G f ' ( ) ( ) x x G f G f 与要求严格时,有