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阻尼测量的基本知识汇总

2020-8-7 16:29| 发布者: weixin| 查看: 985| 评论: 0|原作者: weixin|来自: 声振之家公众号

摘要: 通过单频自由衰减振动波形,计算其对数衰减率,得到阻尼比。
一、时域法
1. 基本原理

通过单频自由衰减振动波形,计算其对数衰减率,得到阻尼比。

有阻尼单自由度自由振动:
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对数衰减率:
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阻尼比计算:
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2. 峰值读数法

读取相邻若干波峰或者波谷的幅值,根据上面的公式计算平均的对数衰减率。

消除基线影响:应同时读取若干个波峰和波谷,计算平均对数衰减率。

提示:可使用自相关曲线,消除信号中的噪声干扰。
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(a) 仅收波峰;(b) 仅收波谷;(c) 同时收取波峰和波谷(推荐)

3. 包络线拟合

当信号不是单频时,可采用带通滤波和包络线拟合的方法。
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某实测衰减信号
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频谱及带通滤波
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滤波后信号及包络线
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拟合包络线得到阻尼比

4. 试验方法

  · 阶跃松弛法:一般可得到初始振型频率(多为第一阶频率)下的自由衰减振动。

  · 锤击法:可得到自由衰减波形,但可能存在多阶频率。

二、频域法
1. 半功率带宽法

  · 半功率点:共振点频谱曲线上,功率谱为峰值点一半的位置,位于谱峰的左右两边;

  · 半功率带宽:半功率点之间的频率间隔;

  · 误差分析:FFT谱上,存在Δf 的误差影响,当低频(ω 较小)和小阻尼(Δω 较小)时,Δf 的影响将很明显。
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阻尼比计算:
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2. INV阻尼计法

针对半功率带宽法的误差问题,INV阻尼计法精确拟合出实际的共振峰曲线,计算精确阻尼比。
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3. 双峰法

有阻尼系统的位移、速度和加速度响应是有区别的,阻尼共振频率是不同的,根据其峰值点的频率比可计算阻尼比。

提示:一般适合较大阻尼情形,两种响应的频率主峰有较大差别。例如振动台地基的阻尼测试。
12.png
位移谱峰:
13.png
加速度谱峰:
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4. 模态拟合法

模态分析中可以拟合计算出阻尼比,该方法可综合考虑多个测点的测量数据,以及多阶模态之间(尤其是密集模态之间)的相互影响,其结果可靠准确,但是操作复杂。
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5. 结构的共振试验法

除模态拟合法外,其他均需通过测量共振曲线,得到准确的共振峰频谱来计算。

通过扫频、白噪声激励,测量频响曲线。对于大阻尼情形,在共振点应进行慢速扫频,精确测定共振峰曲线。

三、阻尼材料的阻尼测定
对于阻尼材料,由于其可能无法自支撑,则需要依附在金属材料上进行测量。该类测量已经标准化,可参考GBT18258,或GBT16406。

基本原理:

  · 用金属材料制成悬臂梁,测量符合悬臂梁频率分布特点的各阶频率,并计算出其弹性模量;

  · 将阻尼材料粘附在金属材料上,构成试件,测量其频率和阻尼比;

  · 根据粘附阻尼材料前后的频率变化,反推出阻尼材料的阻尼比。
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材料阻尼测试系统和“DASP阻尼材料共振法测试”模块

来源:COINV东方所振动噪声测试微信公众号(ID:coinv2016)

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