关于的振动疲劳一些小知识

Osmond

振动

振动是指机械或结构系统在其平衡位置附近的往复运动，是物质运动的普遍形式之一。

如果这种运动自身不断重复，且具有在每次重复时具有其自身全部的单项特性，则经过一定的时间周期后改运动可称为周期性运动。该运动可能很复杂，但只要其在一定的时间周期内自身能不断重复出现，则仍可称为周期性运动。

如果连续运动看上去从来没有自身重复出现过，则其称为随机运动。

振动信号的基本特性

电子设备振动信号的基本特性是由其自身固有动态特性与激励信号的特征决定的。按振动信号的统计特性，可分为周期和非周期振动信号；


周期性振动指每经过相同的时间间隔τ后，其振动物理量重复出现，它包括简谐振动和复杂周期振动。

非周期振动包括准周期振动和瞬态振动，但在工程中，最常见的是冲击和瞬态振动。瞬态振动信号的时间函数是各种衰减函数，如有阻尼自由振动等。

工程中的振动

在工程实际中设备经历的振动载荷一般可分为正弦振动和随机振动和冲击三大类；

正弦振动主要指运载工具发动机的振动。如汽车、舰船、飞机、导弹等发动机工作时产生的强烈振动；设备内部的电动机、风机、泵产生的振动等；

随机振动是外力随机引起的，只能用概率和统计的方法描述。如路面的凹凸不平使汽车产生随机振动，大气湍流使机翼产生随机振动、海浪使船舶产生随机振动以及火箭点火时由于燃烧不均匀引起部件的随机振动等。随机振动最明显 的特征就是非周期性

正弦振动

物体振动时，若决定其位置的坐标按余弦或正弦函数规律变化，这样的振动成为简谐振动；

简谐振动是一种形式最简单的周期性运动。一切复杂的振动都可以看成是由许多简谐振动合成；

物体只在弹性回复力作用下所做的振动称为自由振动。

随机振动

随机振动的典型时间曲线如左图所示，通过对该图的分析可以得到一个随机运动可以分解成一系列重合的正弦运动曲线，而每条曲线均以自身的频率和位移 幅值不断进行周期性循环。

冲击

运输和使用过程中遇到的非经常的、非重复性的冲击力。如撞车或紧急刹车、船舶触礁、炸弹爆炸、设备跌落等。

表征冲击的参数有：波形、峰值加速度、冲击的持续时间、冲击次数等。

冲击的分类

经常性冲击
设备在运输和使用过程中经常受到的冲击力，一般为正弦波：
车辆在坑洼不平道路上的行驶；
飞机的降落；
船舶的抛锚等。

非经常性冲击
设备在运输和使用过程中遇到的非经常的、非重复性的冲击力：
撞车或紧急刹车、船舶触礁；
设备跌落；
炸弹爆炸等。

电子产品振动环境

轨道交通平台
产品：火车、动车、高铁等上使用或通过火车运输的设备
随机振动：行驶中因铁轨的激励产生;
正弦振动：牵引机械造成(在牵引车上工作的设备)；
冲击:通常是因启动、急刹车、甩挂及驼峰调车产生的，一般在3-5g 之间。

车载平台
产品：通过汽车运输和安装在汽车上的车载电子设备
随机振动:经受因路面不平坦等通过轮胎、悬挂系统对车身激励产生的；
正弦振动:工作在汽车发动机系统处的电子设备，还会经受汽车发动机系统产生的;
冲击:由于通过障碍物、路面凹凸不平、碰撞等产生的。

机载平台
产品：飞机上安装的电子设备
随机振动：飞机噪声使飞机结构产生的振动和、大气湍流使机翼产生的振动，以及飞机着陆和滑行时的振动等；[10-2000Hz以内，其功率谱密度(平直)约为0. lg2/Hz至0.2g2/Hz]
正弦振动：发动机振动；
冲击：着陆时刻产生的振动。[(80-100)g ，(8-12)ms半正弦波]

直升机的振动环境
正弦振动是由直升飞机的的旋转部件产生的，如主旋翼、尾旋翼、发动机和变速箱的振动

运载平台
随机振动：来自声和气动激励的直接及间接作用，燃烧过程的不稳定，以及
机械诱发的随机干扰；
正弦振动：来自旋转机械的周期激振；
冲击：展开、分离、撞击及释放等事件而引起的载荷突然施加和释放产生的。