制動(dòng)盤固有頻率測(cè)量
為了快速準(zhǔn)確的完成對(duì)制動(dòng)盤固有頻率的檢測(cè),開發(fā)了一套在線檢測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)由傳感器、數(shù)據(jù)采集硬件、數(shù)據(jù)采集及分析軟件模塊、在線檢測(cè)軟件模塊及控制電路構(gòu)成。一種制動(dòng)盤固有頻率在線檢測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟:
1)使用力錘敲擊制動(dòng)盤；
2)通過PULSE采集制動(dòng)盤的力錘激勵(lì)力信號(hào)和粘貼在制動(dòng)盤上傳感器的振動(dòng)加速度響應(yīng)信號(hào)，根據(jù)采集得到的信號(hào)得到各響應(yīng)點(diǎn)和激勵(lì)點(diǎn)之間的頻率響應(yīng)函數(shù)；
3)對(duì)頻響函數(shù)進(jìn)行截?cái)嗥娈愔捣纸饨翟耄?br /> 3-1)將測(cè)得的頻響函數(shù)轉(zhuǎn)化為時(shí)域的單位脈沖響應(yīng)函數(shù)，之后再將降噪后的時(shí)域信號(hào)轉(zhuǎn)化至頻域利用LSCF法進(jìn)行參數(shù)識(shí)別；
3-2)將轉(zhuǎn)化后的單位脈沖響應(yīng)函數(shù)看作一個(gè)含有噪聲干擾的原始信號(hào)h(tk)(k＝1,2,…,Nf)；其中：tk為第k個(gè)時(shí)間點(diǎn)，Nf為頻響函數(shù)的線數(shù)。

我們?cè)趯?duì)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)進(jìn)行固有頻率測(cè)試時(shí)，測(cè)量方法可以分為以下幾類：


1、測(cè)量FRF：如采用傳統(tǒng)的FRF測(cè)量方法，錘擊法與激振器法。由于固有頻率是模態(tài)參數(shù)之一，所以，采用測(cè)量FRF方法測(cè)量固有頻率同樣要求遵循模態(tài)測(cè)試的那些要求。如激勵(lì)響應(yīng)位置要求、激勵(lì)力的大小等，但此時(shí)要求激勵(lì)與響應(yīng)同時(shí)避開模態(tài)節(jié)點(diǎn)位置。


2、振動(dòng)臺(tái)測(cè)試：可以將待測(cè)結(jié)構(gòu)在振動(dòng)臺(tái)上進(jìn)行隨機(jī)激勵(lì)或掃頻激勵(lì)，然后分析響應(yīng)信號(hào)獲得結(jié)構(gòu)的固有頻率。


3、僅測(cè)量響應(yīng)：當(dāng)結(jié)構(gòu)處于工作狀態(tài)時(shí)，可以僅測(cè)量結(jié)構(gòu)的響應(yīng)，然后對(duì)響應(yīng)進(jìn)行頻譜分析。但這時(shí)頻譜圖中的峰值可能有的是結(jié)構(gòu)的固有頻率，也可能有的是強(qiáng)迫響應(yīng)頻率，還有可能是轉(zhuǎn)頻及其諧頻。另外，當(dāng)采用這種方法時(shí)，工作載荷可能不能將所有關(guān)心的固有頻率都激勵(lì)起來，可能僅激勵(lì)起一些固有頻率，甚至連基頻也激勵(lì)不起來的情況也存在。


4、變轉(zhuǎn)速激勵(lì)：對(duì)于旋轉(zhuǎn)機(jī)械而言，可以采用變轉(zhuǎn)速方法，如升降速測(cè)量，然后對(duì)響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行瀑布圖分析，在瀑布圖中垂直與頻率軸的峰值區(qū)域即是結(jié)構(gòu)的一階固有頻率。


5、非接觸式測(cè)量：當(dāng)結(jié)構(gòu)是一個(gè)輕質(zhì)結(jié)構(gòu)時(shí)，哪怕是在結(jié)構(gòu)上布置一個(gè)輕質(zhì)的傳感器也會(huì)導(dǎo)致固有頻率移動(dòng)明顯，這時(shí)宜用非接觸式的傳感器進(jìn)行測(cè)量，如電渦流位移傳感器，聲壓傳感器等。我曾經(jīng)采用聲壓傳感器測(cè)量過PCB板、軸瓦等輕質(zhì)結(jié)構(gòu)的固有頻率。


6、其他方法：如果能按測(cè)量FRF的方法來測(cè)量是好的，但很多時(shí)候，我們都沒有激勵(lì)設(shè)備可用，那么這個(gè)時(shí)候，我們可以采用特殊的激勵(lì)方法，僅測(cè)量結(jié)構(gòu)的響應(yīng)，對(duì)響應(yīng)進(jìn)行頻譜分析獲得結(jié)構(gòu)的固有頻率。這些特殊的激勵(lì)方法包括：手撥方法（針對(duì)小型輕質(zhì)結(jié)構(gòu)）、階躍方法（使結(jié)構(gòu)存在一個(gè)初位移，然后突然釋放）、生活中的各式錘子激勵(lì)等。


我們經(jīng)常需要對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行固有頻率測(cè)量，那到底是測(cè)量哪一階固有頻率呢？一般情況下，沒有特別說明時(shí)，通常指測(cè)量結(jié)構(gòu)的第1階固有頻率，也就是基頻。但大多數(shù)情況下，我們可以得到結(jié)構(gòu)很多階固有頻率，這個(gè)時(shí)候應(yīng)該將固有頻率按頻率值從小到大的順序依次列出測(cè)量到的所有階固有頻率。我個(gè)人認(rèn)為，對(duì)于絕大多數(shù)情況，前幾階（小于等于10階）固有頻率就可滿足測(cè)試要求。


對(duì)于FRF曲線，從曲線圖中各峰值所對(duì)應(yīng)的頻率即為各階固有頻率。但對(duì)于頻譜圖而言，可能會(huì)存在噪聲干擾，這時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)頻譜圖中有線狀譜，那么這種情況下，可以認(rèn)為該線狀譜所對(duì)應(yīng)的頻率不是結(jié)構(gòu)的固有頻率，這是因?yàn)榫€狀譜的阻尼為0，這是不可能的，結(jié)構(gòu)總是存在或大或小的阻尼，不可能阻尼為0，因此，這時(shí)，這些線狀譜可以認(rèn)為是干擾或其他類型信號(hào)的頻率。

與共振頻率的區(qū)別與聯(lián)系
共振是指系統(tǒng)受到外界激勵(lì)時(shí)產(chǎn)生的響應(yīng)表現(xiàn)為大幅度的振動(dòng)，此時(shí)外界激勵(lì)頻率與系統(tǒng)的固有振動(dòng)頻率相同或者非常接近。共振是一種現(xiàn)象，共振發(fā)生時(shí)的頻率稱為共振頻率。不管共振發(fā)生與否，結(jié)構(gòu)的固有頻率是不變的，而只有當(dāng)外界的激勵(lì)頻率接近或等于系統(tǒng)的固有頻率時(shí)，系統(tǒng)才發(fā)生共振現(xiàn)象。

如果有激振器或振動(dòng)臺(tái)，則可對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行步進(jìn)頻率激振或低速掃頻激振以尋找共振頻率，在小阻尼時(shí)共振頻率近似等于固有頻率。 ②振型測(cè)定 手持木質(zhì)或鋁質(zhì)探針接觸被測(cè)系統(tǒng)各點(diǎn)，由撞擊聲音（或憑手感）測(cè)定所有不振動(dòng)點(diǎn)的位置，即節(jié)線位置。
對(duì)水平放置的平板型系統(tǒng)，可在平板上撒上砂粒，振動(dòng)時(shí)砂粒將聚集到節(jié)線上，由節(jié)線分布情況即可大致判斷振型。 ③阻尼測(cè)定 可采用衰減振動(dòng)法、共振法和相位法。

葉片的固有頻率測(cè)定中錘擊測(cè)定和掃頻測(cè)定得到的結(jié)果有什么差別
在工程設(shè)計(jì)中，有時(shí)只需知道低階（如一、二階）固有頻率、振型以及阻尼系數(shù)，可用簡易方法測(cè)定這些參量： ①固有頻率測(cè)定 用敲擊或突然卸載使系統(tǒng)產(chǎn)生自由振動(dòng)，記錄其衰減波形并與儀器中的時(shí)標(biāo)信號(hào)比較，或?qū)⑿盘?hào)發(fā)生器產(chǎn)生的固定頻率正弦波和衰減波形輸入射線示波器，由示波器顯示的利薩如圖形求得一、二階固有頻率。
如果有激振器或振動(dòng)臺(tái)，則可對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行步進(jìn)頻率激振或低速掃頻激振以尋找共振頻率，在小阻尼時(shí)共振頻率近似等于固有頻率。 ②振型測(cè)定 手持木質(zhì)或鋁質(zhì)探針接觸被測(cè)系統(tǒng)各點(diǎn)，由撞擊聲音（或憑手感）測(cè)定所有不振動(dòng)點(diǎn)的位置，即節(jié)線位置。
對(duì)水平放置的平板型系統(tǒng)，可在平板上撒上砂粒，振動(dòng)時(shí)砂粒將聚集到節(jié)線上，由節(jié)線分布情況即可大致判斷振型。 ③阻尼測(cè)定 可采用衰減振動(dòng)法、共振法和相位法。
衰減振動(dòng)法是用記錄儀記錄自由振動(dòng)的衰減波形，由相鄰?fù)虻膬纱位驍?shù)次的振幅的衰減率算出阻尼值；共振法是由共振時(shí)振幅和共振區(qū)頻率帶寬算出阻尼值；相位法是由共振區(qū)相位隨頻率變化關(guān)系算出阻尼值。

DFT5004動(dòng)態(tài)信號(hào)采集系統(tǒng);DFT5004動(dòng)態(tài)信號(hào)采集分析系統(tǒng)是我公司開發(fā)的基于以太網(wǎng)接口數(shù)據(jù)采集產(chǎn)品。 可與帶以太網(wǎng)接口的各種臺(tái)式計(jì)算機(jī)、筆記本機(jī)、 工控機(jī)，連接構(gòu)成的數(shù)據(jù)采集測(cè)量系統(tǒng)。 該產(chǎn)品采用16位A/D 轉(zhuǎn)換芯片, 具有設(shè)計(jì)講究, 測(cè)量精度高, 傳輸速度快,連接方便等優(yōu)點(diǎn)，與DFT6000軟件相連，可組成功能強(qiáng)大的振動(dòng)采集、分析和處理系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于科學(xué)實(shí)驗(yàn), 工業(yè)測(cè)量控制等領(lǐng)域。

? 標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP協(xié)議數(shù)據(jù)的可靠性；
? 以太網(wǎng)高速接口，即插即用；
? 、低失真、低噪聲；
? 的△∑AD技術(shù)，4通道并行采集，無時(shí)差；
? 16位AD，100KSPS/CH高速并行采樣；
? 強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，連續(xù)不間斷海量存儲(chǔ)；
? 輸入方式電壓、IEPE可選；
? 75dB動(dòng)態(tài)范圍（典型值）；