1、 求推力(F)的(de)公式
F=(m0+m1+m2+ ……)A…………………………公式(1)
式中:F—推力(激振力)(N)
m0—振動台運動部分有(yǒu)效質量(kg)
m1—輔助台麵質量(kg)
m2—試件(包括(kuò)夾具、安裝螺釘)質量(kg)
A— 試驗加速度(m/s2)
2、 加速度(A)、速(sù)度(V)、位移(D)三個振動參數的互換運算公式
2.1 A=ωv ……………………………………………………公式(2)
式中:A—試驗加速度(m/s2)
V—試驗速度(dù)(m/s)
ω=2πf(角速度)
其中f為試驗頻率(Hz)
2.2 V=ωD×10-3 ………………………………………………公式(3)
式中:V和ω與“2.1”中同義
D—位移(mm0-p)單峰值(zhí)
2.3 A=ω2D×10-3 ………………………………………………公(gōng)式(4)
式中:A、D和ω與“2.1”,“2.2”中同義
公式(shì)(4)亦可簡化為:
A=f的平方除以250乘以D
式中:A和D與“2.3”中(zhōng)同義,但A的單位為g
1g=9.8m/s2
所以(yǐ): A≈ ,這時A的(de)單位為m/s2
定振級掃頻試驗平滑交越(yuè)點頻率的(de)計算公式
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3.1 加速度與(yǔ)速度平滑交越點頻(pín)率的計算公式
fA-V= ………………………………………公(gōng)式(5)
式中:fA-V—加速度與速度平滑交(jiāo)越點頻率(Hz)(A和V與前麵同義)。
3.2 速(sù)度與位移平滑交越(yuè)點(diǎn)頻率的計算公式
…………………………………公(gōng)式(6)
式中:—加速度與速度平(píng)滑交越點頻率(lǜ)(Hz)(V和D與前麵(miàn)同義)。
3.3 加速度與位移平(píng)滑交越點頻率的計算公(gōng)式
fA-D= ……………………………………公式(7)
式中:fA-D— 加速度與位移平滑交越點頻率(Hz),(A和D與前麵同義)。
根據“3.3”,公式(7)亦(yì)可簡化為:
fA-D≈5× A的單(dān)位是m/s2
4、 掃描(miáo)時間和掃描速(sù)率(lǜ)的計(jì)算公式
4.1 線性掃描比較簡單:
S1= ……………………………………公式(8)
式中: S1—掃描時間(s或min)
fH-fL—掃描寬帶,其中fH為上(shàng)限頻(pín)率,fL為下限頻率(Hz)
V1—掃描速率(Hz/min或Hz/s)
4.2 對數掃頻:
4.2.1 倍頻程的計算公式
n= ……………………………………公式(9)
式中:n—倍頻程(chéng)(oct)
fH—上限頻率(Hz)
fL—下限頻率(Hz)
4.2.2 掃描速率計算公(gōng)式
R= ……………………………公式(10)
式中:R—掃描速率(oct/min或)
fH—上限頻率(Hz)
fL—下限頻率(Hz)
T—掃描時間
4.2.3掃描時間計算公式
T=n/R ……………………………………………公式(11)
式中:T—掃描時間(min或s)
n—倍頻(pín)程(oct)
R—掃(sǎo)描速率(oct/min或oct/s)
5、隨機振動試驗常用的(de)計算公式
5.1 頻(pín)率分辨力計算公(gōng)式:
△f= ……………………………………公(gōng)式(12)
式中:△f—頻率分辨力(Hz)
fmax—zui高控製(zhì)頻率
N—譜線數(線數)
fmax是△f的整倍數
5.2 隨機振動加速度總(zǒng)均方根值(zhí)的計算
(1)利用升譜和降譜以及平直譜計算公式
功率譜密度曲線圖(a)
A2=W·△f=W×(f1-fb) …………………………………平直譜計(jì)算公式
A1=……………………升譜計算公式
A1=……………………降譜計算公式(shì)
式中:m=N/3 N為譜線的斜率(lǜ)(dB/octive)
若N=3則n=1時,必須采用(yòng)以下降譜(pǔ)計算(suàn)公式
A3=2.3w1f1 lg
加速度總均方根值:
gmis= (g)…………………………公式(13-1)
設:w=wb=w1=0.2g2/Hz fa=10Hz fb=20Hz f1=1000Hz f2=2000Hz
wa→wb譜斜率為3dB,w1→w2譜斜率為(wéi)-6dB
利用升譜公式(shì)計算得:A1=
利用平直譜公式計算得:A2=w×(f1-fb)=0.2×(1000-20)=196
利用降譜公式(shì)計算得:A3 =
利用加速度總均方根值公式計算得:gmis= ==17.25
(2) 利用平直譜計算(suàn)公式:計算(suàn)加速(sù)度(dù)總均方根值(zhí)
功率譜密度曲(qǔ)線圖(b)
為了簡(jiǎn)便起見,往往將功率譜密度曲線圖(tú)劃分成若幹矩形和(hé)三角形,並利用上升斜率(如3dB/oct)和下降斜率(lǜ)(如-6dB/oct)分別算出wa和w2,然後(hòu)求各個幾何形狀的麵積與麵積和,再開方求出加速度總均方根值grms= ……公式(13-2) (g)
注意:第二種計算方法的結果往往比用升降譜計(jì)算結果(guǒ)要大,作為大概估算可用(yòng),但(dàn)要計算就不能用(yòng)。
例:設w=wb+w1=0.2g2/Hz fa=10Hz fb=20Hz f1=1000Hz f2=2000Hz
由於fa的wa升至fb的wb處,斜率是3dB/oct,而wb=0.2g2/Hz
10 所以wa=0.1g2/Hz
又由於f1的w1降至f2的w2處,斜率是-6dB/oct,而w1=0.2g2/Hz
10 所以w2=0.05g2/Hz
將功率譜密(mì)度曲(qǔ)線劃分成三個長(zhǎng)方形(A1 A2 A3)和兩(liǎng)個三角形(xíng)(A4 A5),再分別求出各幾何形的麵積,則
A1=wa×(fb-fa)=0.1×(20-10)=1
A2=w×(f1-fb)=0.2×(1000-20)=196
A3=w2×(f2-f1)=0.05×(2000-1000)=50
加(jiā)速度總均方根(gēn)值grms=
=
=17.96(g)
5.3 已知加(jiā)速度總均方根g(rms)值,求(qiú)加速度功率譜密度公式
SF =……………………………………………………公式(14)
設:加速度總均方(fāng)根值為19.8grms求加速度功(gōng)率譜密度(dù)SF
SF =
5.4 求Xp-pzui大的峰(fēng)峰位移(mm)計算公式
準確的方法(fǎ)應(yīng)該找出位移譜密度(dù)曲線,計(jì)算出均方(fāng)根位移值,再將均方根位(wèi)移乘以三倍得出zui大峰值位移(如(rú)果位移(yí)譜密度是曲線,則必須積分(fèn)才能計算)。在工程上往往隻要(yào)估計一個大概的值。這裏介紹一個簡單的估(gū)算公式
Xp-p=1067· ……………………………………公式(15)
式中:Xp-p—zui大的峰峰位移(yí)(mmp-p)
fo—為下限頻率(Hz)
wo—為下限頻率(fo)處的PSD值(g2/Hz)
設: fo=10Hz wo=0.14g2/Hz
則: Xp-p=1067·
5.5 求加速(sù)度功率譜密度斜率(dB/oct)公式
N=10lg (dB/oct)…………………………………………公(gōng)式(16)
式中: n=lg (oct倍頻程)
wH—頻(pín)率fH處的加速度功率譜密(mì)度值(g2/Hz)
wL—頻(pín)率fL處的加速度功率譜(pǔ)密度值(g2/Hz)