分析機(jī)械振動(dòng)，我的一塊心病

邀約狂歌

我一直非常想弄清楚一個(gè)概念：

我們能夠通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真得出機(jī)構(gòu)的頻譜，能夠知道在那些各種振型及其對(duì)應(yīng)的共振頻率，那么接下來(lái)的思路就是我的動(dòng)力源的運(yùn)動(dòng)頻率要避開(kāi)各種振型的共振頻率（對(duì)嗎？）。
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問(wèn)題1：而機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)我的激勵(lì)（電機(jī)）的運(yùn)動(dòng)曲線是我根據(jù)設(shè)計(jì)而定下來(lái)的，我明確地知道在一個(gè)周期內(nèi)我的電機(jī)有t1的時(shí)間來(lái)按照曲線S1（時(shí)間-速度 曲線）加速，然后有t2的時(shí)間勻速，之后有t3的時(shí)間來(lái)按曲線s3（時(shí)間-速度 曲線）減速，然后會(huì)停止t4時(shí)間，之后進(jìn)入下一個(gè)周期。周期T=t1+t2+t3+t4,如果是這樣，我將如何計(jì)算我的激勵(lì)（電機(jī)運(yùn)動(dòng)）的頻率？這個(gè)頻率處于頻譜上的哪個(gè)位置？會(huì)不會(huì)引起振動(dòng)？振動(dòng)的形態(tài)是是什么樣?振幅是多少？多久可以穩(wěn)定下來(lái)？

用心記了平時(shí)別人的討論內(nèi)容，猜想是這樣，我的整個(gè)周期的運(yùn)動(dòng)是一個(gè)位移-時(shí)間函數(shù)，將它傅里葉分解，得出很多個(gè)cos（wnt)分量相加，然后每個(gè)cos對(duì)應(yīng)一個(gè)頻率，運(yùn)動(dòng)就等效于n個(gè)不同頻率的cos激勵(lì)，把這些頻率放在頻譜上，看哪些頻率和共振頻率對(duì)上了，如果有對(duì)上的，就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的共振，如果沒(méi)有對(duì)上了就皆大歡喜，是這樣嗎？我感覺(jué)我這樣的思考有漏洞。傅里葉分解出來(lái)有無(wú)數(shù)個(gè)cos 我看前面幾個(gè)cos就算ok？
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( R6 x% m3 _4 ^' E8 x其實(shí)我想問(wèn)這樣一個(gè)問(wèn)題，頻譜分析已經(jīng)出來(lái)了，我怎么確定我的機(jī)械會(huì)不會(huì)振動(dòng)。

問(wèn)題2：如果有分析得出我的機(jī)械在振動(dòng)，而這不是我想要的，我將從哪些方面上來(lái)改進(jìn)使之消除，結(jié)構(gòu)上優(yōu)化的方向是什么，控制上優(yōu)化的方向是什么？通過(guò)和同事的討論和看一些理論書(shū)籍，隱約覺(jué)得是將振動(dòng)方向的剛度（結(jié)構(gòu)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(gè)頻率點(diǎn)“移開(kāi)”到其他位置，這樣的思路對(duì)嗎？還有沒(méi)有其他的辦法？至于控制上，將選擇什么曲線（速度-時(shí)間曲線）來(lái)運(yùn)動(dòng)就會(huì)好轉(zhuǎn)？sin曲線，S曲線？

( a2 o. F( B; {; W問(wèn)題3： 我們公司的一個(gè)資深工程師（他設(shè)計(jì)出的高速高動(dòng)態(tài)的機(jī)械超越行業(yè)內(nèi)所有競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，最終那個(gè)產(chǎn)品成為全球最佳產(chǎn)品，而其人也成為公司副總裁）說(shuō)過(guò)一句話：對(duì)于機(jī)械振動(dòng)，要么別惹它，要么壓制住它。這句話改怎么理解。
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問(wèn)題4：機(jī)械運(yùn)動(dòng)時(shí)，位置傳感器所放的位置不同，其振動(dòng)也會(huì)不一樣，也就是說(shuō)傳感器放啊A位置進(jìn)行反饋控制，系統(tǒng)會(huì)振動(dòng)，而放在B位置，也許就不會(huì)有振動(dòng)，這是什么道理呢？
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* p7 o& g3 K6 N" {; V以上問(wèn)題困擾著我多時(shí)，成為內(nèi)心深度一大心結(jié)，而我真心想把它搞懂。希望各位能夠指點(diǎn)迷津不勝感激！
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成形極限

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6 p5 O/ a" V# Q$ b8 U你對(duì)問(wèn)題一和問(wèn)題二的認(rèn)識(shí)基本到位。好好琢磨，前途不可限量。

簡(jiǎn)單的說(shuō)，就是激勵(lì)源和系統(tǒng)固有頻率接近，則振幅很大，振幅無(wú)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(gòu)件就會(huì)被破壞。即使不破壞，由于機(jī)構(gòu)間部件聯(lián)接處相對(duì)變形和位移大，接觸磨擦、應(yīng)力等都會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于正常情況，引起早期破壞，比如疲勞斷裂。
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問(wèn)題三，就是要么消滅激勵(lì)源或者隔離激勵(lì)源，要么改變阻尼和剛度、質(zhì)量來(lái)減小振幅
9 R( T. ]* Q* O) t第四個(gè)問(wèn)題，就是系統(tǒng)激勵(lì)點(diǎn)和響應(yīng)點(diǎn)之間的導(dǎo)納問(wèn)題，反饋要負(fù)反饋，而振動(dòng)有相位問(wèn)題，某點(diǎn)的導(dǎo)納相位不對(duì)，可能是正反饋了，因此存在不同的點(diǎn)檢測(cè)后控制效果不同的情況。

" O- i$ K) N3 s$ n順便問(wèn)下，你們做什么主動(dòng)控制的？

negtive

問(wèn)題3，我理解是不是就像你說(shuō)的，要么固有頻率躲開(kāi)傅里葉級(jí)數(shù)的前幾個(gè)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？
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無(wú)痕葉

學(xué)習(xí)下，

錢塘小葉

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壓制的辦法其一動(dòng)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(huì)造成什么效果？

walkfish066

成形極限 發(fā)表于 2015-6-4 08:19
你對(duì)問(wèn)題一和問(wèn)題二的認(rèn)識(shí)基本到位。好好琢磨，前途不可限量。
+ r/ @7 U& [! b4 a+ k* F$ M
簡(jiǎn)單的說(shuō)，就是激勵(lì)源和系統(tǒng)固有頻率接近 ...

9 ?9 ~  q% o* @不錯(cuò)

LIAOYAO

negtive 發(fā)表于 2015-6-4 09:59
( B4 P' O/ V+ o! c@LIAOYAO 除了增加剛性，能不能用阻尼的軟腳什么的？會(huì)造成什么效果？

7 y- R, C7 |" K# m: [增加剛性義同在提高固有頻率。

# {0 ]' l7 |0 R0 x# @+ D振動(dòng)是指一個(gè)狀態(tài)改變的過(guò)程。即物體的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。分為兩大類即確定性振動(dòng)和隨機(jī)振動(dòng)，確定性振動(dòng)又分為周期振動(dòng)和非周期振動(dòng)，在機(jī)械類討論確定性周期振動(dòng)為多。
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' X! ~4 K6 O; H$ D2 L阻尼是指阻礙物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)、并把運(yùn)動(dòng)能量轉(zhuǎn)化為熱能或其他可以耗散能量的一種作用。

, A$ `$ \7 Y! f4 k3 M. |, O. l阻尼器的作用是以提供運(yùn)動(dòng)的阻力,耗減運(yùn)動(dòng)能量的裝置。阻尼的軟腳什么的是屬于阻尼器范籌。

* }6 k' l% c* O. j" @4 U' ^阻尼器本身也有固有頻率，也會(huì)和振動(dòng)源本體的頻率起增減作用，通常本體的振動(dòng)頻率不會(huì)只有一種而是多階情況，必需遠(yuǎn)離本體的振動(dòng)頻率才有減震的效果。因此，要測(cè)出振動(dòng)本體的各階頻率后，才能有效的選擇或設(shè)計(jì)阻尼器，盲目的使用阻尼器其效果只能在一定范圍內(nèi)有效果，也可能會(huì)與振動(dòng)本體的N階頻率接近或相同，從而出現(xiàn)共振現(xiàn)象。

逛逛論壇

negtive 發(fā)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(huì)造成什么效果？

) }; ?- d4 S! [* C7 c7 g: {振動(dòng)幾乎是機(jī)械運(yùn)動(dòng)中最難的事了。理論也很難說(shuō)得準(zhǔn)。
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- [3 }  J$ y0 W# \/ ^隔振源，動(dòng)平衡等幾乎是常見(jiàn)的手段。但是其實(shí)阻尼的概念50年代就有了，比如鏜床的主軸，那時(shí)就有了液壓阻尼了。

又比如，現(xiàn)在大家為防機(jī)床微進(jìn)給的爬行，都用線性導(dǎo)軌，于是相應(yīng)的就出來(lái)了阻尼靴。

隔振、防振以及吸振，搞高精密設(shè)備的都在研究。

連把鏜桿都有阻尼器呢。

飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)軸承外圈還套個(gè)液壓滑動(dòng)圈。
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0 x, o; e# R$ x2 ^' c$ U高精度加工中心機(jī)床也居然出現(xiàn)，花崗巖床身、工作臺(tái)，鑄鐵立柱，鋁合金銑頭。

我是搞不清楚了，呵呵！

逛逛論壇

LIAOYAO 發(fā)表于 2015-6-4 10:35
增加剛性義同在提高固有頻率。

振動(dòng)是指一個(gè)狀態(tài)改變的過(guò)程。即物體的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。分為兩大類即確定性振 ...

' F4 ]( q' I. V$ z# Q; j1 ~通常本體的振動(dòng)頻率不會(huì)只有一種而是多階情況，必需遠(yuǎn)離本體的振動(dòng)頻率才有減震的效果。
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非常有的道理，學(xué)習(xí)了！