分析机械振动，我的一块心病

邀约狂歌

我一直非常想弄清楚一个概念：
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我们能够通过计算机仿真得出机构的频谱，能够知道在那些各种振型及其对应的共振频率，那么接下来的思路就是我的动力源的运动频率要避开各种振型的共振频率（对吗？）。
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! E0 o/ C. {* y. W% z9 Y问题1：而机械设计时我的激励（电机）的运动曲线是我根据设计而定下来的，我明确地知道在一个周期内我的电机有t1的时间来按照曲线S1（时间-速度 曲线）加速，然后有t2的时间匀速，之后有t3的时间来按曲线s3（时间-速度 曲线）减速，然后会停止t4时间，之后进入下一个周期。周期T=t1+t2+t3+t4,如果是这样，我将如何计算我的激励（电机运动）的频率？这个频率处于频谱上的哪个位置？会不会引起振动？振动的形态是是什么样?振幅是多少？多久可以稳定下来？
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用心记了平时别人的讨论内容，猜想是这样，我的整个周期的运动是一个位移-时间函数，将它傅里叶分解，得出很多个cos（wnt)分量相加，然后每个cos对应一个频率，运动就等效于n个不同频率的cos激励，把这些频率放在频谱上，看哪些频率和共振频率对上了，如果有对上的，就会产生相应的共振，如果没有对上了就皆大欢喜，是这样吗？我感觉我这样的思考有漏洞。傅里叶分解出来有无数个cos 我看前面几个cos就算ok？
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6 E& y: m$ }  }9 r其实我想问这样一个问题，频谱分析已经出来了，我怎么确定我的机械会不会振动。
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问题2：如果有分析得出我的机械在振动，而这不是我想要的，我将从哪些方面上来改进使之消除，结构上优化的方向是什么，控制上优化的方向是什么？通过和同事的讨论和看一些理论书籍，隐约觉得是将振动方向的刚度（结构刚度，连接刚度）提高，使其固有频率增大，也就是在频谱上将那个频率点“移开”到其他位置，这样的思路对吗？还有没有其他的办法？至于控制上，将选择什么曲线（速度-时间曲线）来运动就会好转？sin曲线，S曲线？
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& j5 b! U2 }' O: L2 R$ A问题3： 我们公司的一个资深工程师（他设计出的高速高动态的机械超越行业内所有竞争对手，最终那个产品成为全球最佳产品，而其人也成为公司副总裁）说过一句话：对于机械振动，要么别惹它，要么压制住它。这句话改怎么理解。

问题4：机械运动时，位置传感器所放的位置不同，其振动也会不一样，也就是说传感器放啊A位置进行反馈控制，系统会振动，而放在B位置，也许就不会有振动，这是什么道理呢？

  e9 g5 `$ |+ i* T9 e以上问题困扰着我多时，成为内心深度一大心结，而我真心想把它搞懂。希望各位能够指点迷津不胜感激！


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成形极限

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你对问题一和问题二的认识基本到位。好好琢磨，前途不可限量。
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简单的说，就是激励源和系统固有频率接近，则振幅很大，振幅无限大，就是共振，由于振幅大到一定程度，超出材料的弹性范围，构件就会被破坏。即使不破坏，由于机构间部件联接处相对变形和位移大，接触磨擦、应力等都会远远大于正常情况，引起早期破坏，比如疲劳断裂。
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问题三，就是要么消灭激励源或者隔离激励源，要么改变阻尼和刚度、质量来减小振幅
第四个问题，就是系统激励点和响应点之间的导纳问题，反馈要负反馈，而振动有相位问题，某点的导纳相位不对，可能是正反馈了，因此存在不同的点检测后控制效果不同的情况。
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7 ?1 M& o* l0 Z8 ?* O顺便问下，你们做什么主动控制的？

negtive

问题3，我理解是不是就像你说的，要么固有频率躲开傅里叶级数的前几个主要频率分量，要么就直接把固有频率加到所有频率十倍以上？

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无痕叶

学习下，

钱塘小叶

压制的办法其一动平衡，软连接

negtive

@LIAOYAO 除了增加刚性，能不能用阻尼的软脚什么的？会造成什么效果？

walkfish066

成形极限 发表于 2015-6-4 08:19
你对问题一和问题二的认识基本到位。好好琢磨，前途不可限量。

! R4 R3 _* w) }简单的说，就是激励源和系统固有频率接近 ...

2 ?; g  G* A8 \  Z4 a不错
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LIAOYAO

negtive 发表于 2015-6-4 09:59
@LIAOYAO 除了增加刚性，能不能用阻尼的软脚什么的？会造成什么效果？

增加刚性义同在提高固有频率。
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振动是指一个状态改变的过程。即物体的往复运动。分为两大类即确定性振动和随机振动，确定性振动又分为周期振动和非周期振动，在机械类讨论确定性周期振动为多。

阻尼是指阻碍物体的相对运动、并把运动能量转化为热能或其他可以耗散能量的一种作用。
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阻尼器的作用是以提供运动的阻力,耗减运动能量的装置。阻尼的软脚什么的是属于阻尼器范筹。

阻尼器本身也有固有频率，也会和振动源本体的频率起增减作用，通常本体的振动频率不会只有一种而是多阶情况，必需远离本体的振动频率才有减震的效果。因此，要测出振动本体的各阶频率后，才能有效的选择或设计阻尼器，盲目的使用阻尼器其效果只能在一定范围内有效果，也可能会与振动本体的N阶频率接近或相同，从而出现共振现象。

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negtive 发表于 2015-6-4 09:59
6 p$ v9 C( o8 V9 V  l@LIAOYAO 除了增加刚性，能不能用阻尼的软脚什么的？会造成什么效果？

振动几乎是机械运动中最难的事了。理论也很难说得准。
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隔振源，动平衡等几乎是常见的手段。但是其实阻尼的概念50年代就有了，比如镗床的主轴，那时就有了液压阻尼了。
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- o: E8 ^! N* }又比如，现在大家为防机床微进给的爬行，都用线性导轨，于是相应的就出来了阻尼靴。

. E+ n0 T7 q# R- H% G隔振、防振以及吸振，搞高精密设备的都在研究。
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. z6 S4 f) I; M$ k! W2 q, h连把镗杆都有阻尼器呢。
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/ t/ V- w, j1 P6 S: K" N4 V飞机发动机轴承外圈还套个液压滑动圈。

' z4 r  l; k  I( a, w; q) w; R高精度加工中心机床也居然出现，花岗岩床身、工作台，铸铁立柱，铝合金铣头。

# }) o8 A0 K! @7 }6 Q# x' ], D我是搞不清楚了，呵呵！

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LIAOYAO 发表于 2015-6-4 10:35
增加刚性义同在提高固有频率。

1 t! F- w& V" y& W6 r振动是指一个状态改变的过程。即物体的往复运动。分为两大类即确定性振 ...

通常本体的振动频率不会只有一种而是多阶情况，必需远离本体的振动频率才有减震的效果。
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6 ]4 _6 L$ h+ u& ~- |1 J非常有的道理，学习了！