分析機械振動，我的一塊心病

邀約狂歌

我一直非常想弄清楚一個概念：
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+ k1 g3 Q9 Z; Z5 {我們能夠通過計算機仿真得出機構的頻譜，能夠知道在那些各種振型及其對應的共振頻率，那么接下來的思路就是我的動力源的運動頻率要避開各種振型的共振頻率（對嗎？）。
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問題1：而機械設計時我的激勵（電機）的運動曲線是我根據設計而定下來的，我明確地知道在一個周期內我的電機有t1的時間來按照曲線S1（時間-速度 曲線）加速，然后有t2的時間勻速，之后有t3的時間來按曲線s3（時間-速度 曲線）減速，然后會停止t4時間，之后進入下一個周期。周期T=t1+t2+t3+t4,如果是這樣，我將如何計算我的激勵（電機運動）的頻率？這個頻率處于頻譜上的哪個位置？會不會引起振動？振動的形態是是什么樣?振幅是多少？多久可以穩定下來？
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用心記了平時別人的討論內容，猜想是這樣，我的整個周期的運動是一個位移-時間函數，將它傅里葉分解，得出很多個cos（wnt)分量相加，然后每個cos對應一個頻率，運動就等效于n個不同頻率的cos激勵，把這些頻率放在頻譜上，看哪些頻率和共振頻率對上了，如果有對上的，就會產生相應的共振，如果沒有對上了就皆大歡喜，是這樣嗎？我感覺我這樣的思考有漏洞。傅里葉分解出來有無數個cos 我看前面幾個cos就算ok？

其實我想問這樣一個問題，頻譜分析已經出來了，我怎么確定我的機械會不會振動。
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$ C: Y+ T# C8 c問題2：如果有分析得出我的機械在振動，而這不是我想要的，我將從哪些方面上來改進使之消除，結構上優化的方向是什么，控制上優化的方向是什么？通過和同事的討論和看一些理論書籍，隱約覺得是將振動方向的剛度（結構剛度，連接剛度）提高，使其固有頻率增大，也就是在頻譜上將那個頻率點“移開”到其他位置，這樣的思路對嗎？還有沒有其他的辦法？至于控制上，將選擇什么曲線（速度-時間曲線）來運動就會好轉？sin曲線，S曲線？
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1 l9 c8 X# Q* D7 |1 v) E) Z6 y6 m問題3： 我們公司的一個資深工程師（他設計出的高速高動態的機械超越行業內所有競爭對手，最終那個產品成為全球最佳產品，而其人也成為公司副總裁）說過一句話：對于機械振動，要么別惹它，要么壓制住它。這句話改怎么理解。
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' @0 A% L# z9 W& J2 W$ R! `" r% U4 @問題4：機械運動時，位置傳感器所放的位置不同，其振動也會不一樣，也就是說傳感器放啊A位置進行反饋控制，系統會振動，而放在B位置，也許就不會有振動，這是什么道理呢？

以上問題困擾著我多時，成為內心深度一大心結，而我真心想把它搞懂。希望各位能夠指點迷津不勝感激！
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成形極限

你對問題一和問題二的認識基本到位。好好琢磨，前途不可限量。
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簡單的說，就是激勵源和系統固有頻率接近，則振幅很大，振幅無限大，就是共振，由于振幅大到一定程度，超出材料的彈性范圍，構件就會被破壞。即使不破壞，由于機構間部件聯接處相對變形和位移大，接觸磨擦、應力等都會遠遠大于正常情況，引起早期破壞，比如疲勞斷裂。

問題三，就是要么消滅激勵源或者隔離激勵源，要么改變阻尼和剛度、質量來減小振幅
2 e( i) k% E4 L- q% X" d4 q# R% k9 ]第四個問題，就是系統激勵點和響應點之間的導納問題，反饋要負反饋，而振動有相位問題，某點的導納相位不對，可能是正反饋了，因此存在不同的點檢測后控制效果不同的情況。
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+ A/ F4 n; q6 _5 C  I9 t) E順便問下，你們做什么主動控制的？

negtive

問題3，我理解是不是就像你說的，要么固有頻率躲開傅里葉級數的前幾個主要頻率分量，要么就直接把固有頻率加到所有頻率十倍以上？

無痕葉

學習下，

錢塘小葉

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5 b4 l  M- U# d2 Y6 M6 v1 N壓制的辦法其一動平衡，軟連接

negtive

@LIAOYAO 除了增加剛性，能不能用阻尼的軟腳什么的？會造成什么效果？

walkfish066

成形極限 發表于 2015-6-4 08:19
7 w, E1 \: d. C: ]3 |: o! v% }你對問題一和問題二的認識基本到位。好好琢磨，前途不可限量。
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7 }8 K6 o: p6 k簡單的說，就是激勵源和系統固有頻率接近 ...

. X' ?7 I. |1 G  h不錯
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LIAOYAO

negtive 發表于 2015-6-4 09:59
; I0 X" o3 a- r* o. O+ v: n: [7 V@LIAOYAO 除了增加剛性，能不能用阻尼的軟腳什么的？會造成什么效果？

增加剛性義同在提高固有頻率。
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振動是指一個狀態改變的過程。即物體的往復運動。分為兩大類即確定性振動和隨機振動，確定性振動又分為周期振動和非周期振動，在機械類討論確定性周期振動為多。

) B* g$ K* `( |8 U: Q阻尼是指阻礙物體的相對運動、并把運動能量轉化為熱能或其他可以耗散能量的一種作用。

阻尼器的作用是以提供運動的阻力,耗減運動能量的裝置。阻尼的軟腳什么的是屬于阻尼器范籌。

阻尼器本身也有固有頻率，也會和振動源本體的頻率起增減作用，通常本體的振動頻率不會只有一種而是多階情況，必需遠離本體的振動頻率才有減震的效果。因此，要測出振動本體的各階頻率后，才能有效的選擇或設計阻尼器，盲目的使用阻尼器其效果只能在一定范圍內有效果，也可能會與振動本體的N階頻率接近或相同，從而出現共振現象。

逛逛論壇

negtive 發表于 2015-6-4 09:59
@LIAOYAO 除了增加剛性，能不能用阻尼的軟腳什么的？會造成什么效果？

振動幾乎是機械運動中最難的事了。理論也很難說得準。

4 i  z! m  r9 r4 S( ], W$ L( p隔振源，動平衡等幾乎是常見的手段。但是其實阻尼的概念50年代就有了，比如鏜床的主軸，那時就有了液壓阻尼了。

' E% e6 G# i  x) X2 r7 I又比如，現在大家為防機床微進給的爬行，都用線性導軌，于是相應的就出來了阻尼靴。
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% |3 O+ x% W! w/ `/ d$ p6 i6 N隔振、防振以及吸振，搞高精密設備的都在研究。
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# \, R( v  q! o& m9 C連把鏜桿都有阻尼器呢。

飛機發動機軸承外圈還套個液壓滑動圈。
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高精度加工中心機床也居然出現，花崗巖床身、工作臺，鑄鐵立柱，鋁合金銑頭。
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我是搞不清楚了，呵呵！

逛逛論壇

LIAOYAO 發表于 2015-6-4 10:35
增加剛性義同在提高固有頻率。
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振動是指一個狀態改變的過程。即物體的往復運動。分為兩大類即確定性振 ...

通常本體的振動頻率不會只有一種而是多階情況，必需遠離本體的振動頻率才有減震的效果。
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" L) w5 C8 _1 d. l3 ]
- c. ^+ r  \" f5 o  L; N非常有的道理，學習了！