系统的固有频率与外激励有关吗？

ChaChing

原帖由 szdlliuzm 于 2009-6-30 01:04 发表

                               
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...高速列车，与普通的快车相比不只是速度的提升，其实更是激励源的大幅度提高，在快车上成熟的产品结构在高速运行就会产生共振了。 ...
这可以说明固有频率随外激励改变了吗?　个人持保留态度, 个人怀疑仅是激发出另一模态!
对ChaChing的看法，我是不同意的。

真的不会能言善道, 又太花时间打字, 近来公司又很忙, 本想不理了, 好好跟各位学习就好!
但还是再说清楚些, 已免被误会!
工程实务上, 时常会习惯说系统产生共振(不管用词是否恰当), 但不一定都是系统的固有频率!
why? 使用模态测试判定固有频率, 是比较严谨些的, 不仅仅光看振幅而已!

szdlliuzm举这个例子, 个人并无不同意, 仅是持保留态度! 而且激发出另一模态亦仅是一种可能性!
没错! 速度可以是个激振因子, 但不能说激励源的大幅提高, 好像不严谨些! 高速与低速所含盖的激振频率范围或许已经不同了! 除此真正的激励源, 两者或许亦不相同! 真的太多可能性了!
个人一己之见, 无法确定!

szdlliuzm

ChaChing你好！对于这个问题值得我们好好的辨论。
首先介绍下我的工作是做振动试验台、振动测试仪器的销售、维修和技术服务。从2000年开始接触振动试验，就一直在和振动试验打交道。可以说我对振动方面的知识是从振动试验的操作、夹具设计制作、振动台的维修中学习和领悟到的。说这段话的目的就说，我观察和理解问题的角度更多地是具体的实例来看待。我想理论应该要能解释实际工程中的问题，才能说明理论的正确。
举一个简单的例子：在推力是200KG的电动台的动圈台面上安装一块尺寸是200*200毫米，厚度是15毫米的铝合金板，
电动台的动圈安装孔是直径120和60毫米的同心圆六等分点。我想问大家把控制点传感器安装在铝板上，在正弦扫频的振动试验中，铝板的一阶共振频率是多少呢？

ChaChing

szdlliuzm言重了! 个人水平专业有限, 仅是来此学习而已, 那够资格与牛人辨论! 之前就有阅读过LZ的许多大作及回帖, 不用LZ自我介绍, 也早知道LZ的确是这方面高手!
说来还真汗颜, 振动试验及模态测试(两者是有些差异的)也十来年没碰了! 个人仅仅是觉得LZ那个举例真的有点不怎恰当! 或许是个人学经历不够, 才有那些疑问!? LZ才是真正专家, 可参考下并加以判定, 毕竟例子是LZ遇到的!

分析与测试到底那个重要, 那个才是正确解? 个人工作遇过的经历, 是搞分析的说分析准, 搞测试的说测试准! 可能个人无所谓专精可言, 所以都不如此认为! 倒以为两者皆可能会有误差, 无论分析或测试都仅是模拟的一种手段罢了, 两者需相辅相成才是!
没错, 理论应该要能解释实际工程中的问题(测试), 才能说明理论的正确, 但测试也应该要有理论的合理解释, 才能说明测试的可靠!
还有别考我了, 个人仅是小工罢了!

[ 本帖最后由 ChaChing 于 2009-7-5 17:51 编辑 ]

ccj306

从大家的讨论中学到不少东西，这里请教下szdlliuzm，你在62楼说的那个铝块扫频振动，好象2000Hz内出现不了的吧？最好能讲解下如何计算的，谢谢。

VibrationMaster

1. 仅有“铝板的一阶共振频率是多少”这种文字的问题是欠妥的
2. “共振频率”或者“固有频率”（抑或自振频率）（在默认前提下，线性时不变系统，这些概念之间也有些差别）应该对系统来提，应该说在这种固定条件下系统的固有频率是多少。
3。固定条件不同，一阶固有频率也未必相同；比如"同心圆六等分点"的对称轴既可以沿正方形铝板的对角线，也可以沿正方形铝板的边长方向，甚至其它方向；固有频率都会变化
4。固定螺栓太细或者固定太松也会影响测试结果。
5。如果固定太松，也许会在高速下可能会脱离，仅仅这点就会有非线性。
6。激振的幅度过大也会有非线性，影响测量结果。
7。理想安装条件下，振动模式应该为垂直与板面的横线振动；如果安装不理想，是否能激起扭转振动就不知道了；如果纯自由铝板，扭转振动的第一阶频率未必会高于横向振动的。
8。可以用ANSYS或ABQUS建一个简单模型，初步分析一下，再看看与实验的吻合程度

VibrationMaster

"LZ"是什么意思，楼主？
"LS"-->楼上？老师？

[ 本帖最后由 VibrationMaster 于 2009-7-5 22:20 编辑 ]

szdlliuzm

铝板的共振频率与固定的螺丝数量有关。
如果是用3个螺丝固定铝板，那共振频率就晨400Hz左右；如果是用6个螺丝来固定，共振频率会1000Hz以上；如果是用13螺丝来固定，共振频率会在2000Hz以上了。
上面这个情况是在螺丝全部锁紧的情况下才能达到的。如果大家有兴趣，在同样数量的固定螺丝情况下，将螺丝的锁紧的力矩减小为原来的70%、50%，这时相应的共振频率有没有变化。
我提出的这个问题，大家可以自己在振动台上去验证。
我这个问题并没有直接说明物体的固有频率与外激励有关，但它提示了系统的共振动频率与连接的强度有很大的关系。
当一个系统成型后，它的连接强度就是固定的了，这时就对应有一个安全的使用范围。而这个安全的使用范围其实就是限制了外激励的条件了。

ChaChing

好问题! 我也不知道!
我是看论坛上很多人使用, 从前後文个人猜测是称呼对方的昵称方式!
我有问过我公司的年轻人, 他们也不知道! 惨! 不会错用吧! 有人知道, 可否告知!
还有65F不是回覆63F的吧! 有空请纠正我的观点, 毕竟书看了不多水平专业有限!

ChaChing

原帖由 VibrationMaster 于 2009-7-5 21:50 发表

                               
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...4。固定螺栓太细或者固定太松也会影响测试结果...

原帖由 szdlliuzm 于 2009-7-5 22:05 发表

                               
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...系统的共振动频率与连接的强度有很大的关系 ...

在个人trouble shooting实务上, 就不只遇过一次! 若不注意的话, 有时会出现严重的事故!

还有这些有点离题了!

[ 本帖最后由 ChaChing 于 2009-7-5 22:27 编辑 ]

VibrationMaster

1。固有频率是系统的，所谓的系统应该考虑固定条件。1根固定和13根固定绝对不一样；理论
上一根螺栓不用，也是有固有频率的。
2。固定松紧与否对高阶影响最大，但是对低阶会影响测量分散性；也就是说松紧会彻底改变高阶值，比如100Hz->80Hz;而对低阶也许10Hz仍是10Hz,但是测试之间平均的方差变大--》我猜测

szdlliuzm

我一直在思考这个问题：振动的基础是什么，根本是什么呢？
我认为振动理论是牛顿经典力学的一部分，它的基础和根本就是受力分析、牛顿定律及材料力学的规律。如果大家在研究振动规律时不在力学条件的限制下去研究，而只把振动规律当作一个信号分析处理及数学规律来做是要掉入陷井的。
振动只是机械运动的一种形式，系统的振动过程同样是要受到牛顿定律及材料力学的规律制约。
系统的振动过程其实就是系统各部分之间的内应力传递的过程。外作用力不可能是均匀分布到系统的每个部分，大部分系统的外激励是作用点或部分的面积上，因此系统的受力分布情况就是从受力点开始向系统其他部分传递。系统各部分能传递力的极限是由材料和结构的特性来决定，每一个材料或结构都有一个受力极限的，因此系统的受力极限就是由系统中最薄弱的环节来确定的。
系统的固有频率自然是在系统安全运行下存在的。当系统受到外力超过极限强度，系统遭到破坏了，这个系统对应的固有频率自然就不存在了。

[ 本帖最后由 szdlliuzm 于 2009-7-5 23:31 编辑 ]

VibrationMaster

力学是最形而上学的学科，如果思辩性质过多的话（可以理解，也需要这样）还是需要下点基础的功夫。 很多现象，如果按照彻底的"振动理论"是可以事先预测到的；与此对应的，思辩的做法，往往是是对某种现象的事后诠释，这虽然需要，但不是一个彻底的力学者所追求的

szdlliuzm

看来固有频率中“固有”两个字把人的思维限制在固有的、一成不变的思路上了。
振动属于经典力学里的分支，既然是分支，因此振动理论就要从属于和满足经典力学的规律。说到底振动问题是个力学问题。

gfy4334

LZ-即楼主(即第一发帖者)拼音字母的首写
LS即楼上(同一主题下,以前发帖的人)
:lol ,

好不容易看完了,对固有频率又有了新的认识.

感谢各位!

haijun0515

这样的辩论很好，受益匪浅，希望多多向各位学习