小弟只是個學生，不過也是在研究振動的領域，發表一些簡單的看法，如果有錯誤請大神指正～7 l1 _6 w. u1 H+ n4 O
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0 j# e% V! A. f" j( d& `: H我們能夠通過計算機仿真得出機構的頻譜，能夠知道在那些各種振型及其對應的共振頻率，那么接下來的思路就是我的動力源的運動頻率要避開各種振型的共振頻率（對嗎？）。: H; D. l, x/ c) [7 M/ A! {
不完全對，只能說能做到是最好，但是有很多情況真的沒法避開，那么這種時候就要考慮減振了
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1 l% t' D* X: y- ]# G8 b+ [* E問題1：而機械設計時我的激勵（電機）的運動曲線是我根據設計而定下來的，我明確地知道在一個周期內我的電機有t1的時間來按照曲線S1（時間-速度 曲線）加速，然后有t2的時間勻速，之后有t3的時間來按曲線s3（時間-速度 曲線）減速，然后會停止t4時間，之后進入下一個周期。周期T=t1+t2+t3+t4,如果是這樣，我將如何計算我的激勵（電機運動）的頻率？這個頻率處于頻譜上的哪個位置？會不會引起振動？振動的形態是是什么樣?振幅是多少？多久可以穩定下來？) 4 R# ?) Z7 Q9 a* u' s# | e
這個問題和我以前求助過老師的一個問題很像，基本就是想問幾個振動之間有一段平穩的區間，那么這個振動的周期（頻率）要怎么算。 這個到現在根據自己的理解，大概明白了一些，物體，結構都有自己的固有頻率，這個可以理解成給他一個初始輸入（譬如拿錘子敲一下），然后他會自己以一定的頻率和模態進行振動，那么當一個連續振動輸入到物體上的時候，如果其施力的頻率和方向都和其固有頻率和模態一致，那么就會疊加，然后就會放大振幅。如果從這點上考慮，就好理解一點了吧。
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用心記了平時別人的討論內容，猜想是這樣，我的整個周期的運動是一個位移-時間函數，將它傅里葉分解，得出很多個cos（wnt)分量相加，然后每個cos對應一個頻率，運動就等效于n個不同頻率的cos激勵，把這些頻率放在頻譜上，看哪些頻率和共振頻率對上了，如果有對上的，就會產生相應的共振，如果沒有對上了就皆大歡喜，是這樣嗎？我感覺我這樣的思考有漏洞。傅里葉分解出來有無數個cos 我看前面幾個cos就算ok？
3 u2 E9 t# w3 {8 T7 G! n# W要看多少個取決于你要設計的系統主要的振動頻率區間，不一定就是前面的幾個，有可能是中間幾個，或者后面幾個。譬如說洗衣機，你也會觀察到甩干的時候，起始過程振動還是挺明顯的，但是轉速上去以后就很平穩了，所以說在這個情況下，低頻雖然有可能共振，但是不要緊，在后面長期主要的高頻工作狀態下平穩就好了。7 j3 `2 I- K- P% H$ w- T" d5 j3 Q% H
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其實我想問這樣一個問題，頻譜分析已經出來了，我怎么確定我的機械會不會振動。
, e, w+ L! T+ j# @% E你的機械會不會振動跟頻譜分析貌似關系不大吧，應該是動平衡或者別的分析來告訴你結構會不會振動。頻譜分析只是告訴你在哪些頻率下振動會被放大。- m, P k9 j/ L/ C% d
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問題2：如果有分析得出我的機械在振動，而這不是我想要的，我將從哪些方面上來改進使之消除，結構上優化的方向是什么，控制上優化的方向是什么？通過和同事的討論和看一些理論書籍，隱約覺得是將振動方向的剛度（結構剛度，連接剛度）提高，使其固有頻率增大，也就是在頻譜上將那個頻率點“移開”到其他位置，這樣的思路對嗎？還有沒有其他的辦法？至于控制上，將選擇什么曲線（速度-時間曲線）來運動就會好轉？sin曲線，S曲線？
9 i6 F) D" |: Y機械振動的控制有好幾個領域，我這里只說我知道的，畢竟我還是學生，沒有工作經驗，所以只能給出有限的意見。. T/ a7 o2 d( E* S( i
首先就是振動源頭，給個簡單例子，一些轉動的機械結構，如果把動平衡做好，那么就直接把振動源排除了，就沒別的什么事兒了，當然實際上肯定沒那么簡單，不過條件允許的話，當然是從源頭排除振動最理想！
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然后就是控制其固有頻率，避免共振，如果振動不可避免地存在，那么至少不要發生共振，否則振幅被放大后果不堪設想（當然在某些領域是希望共振的，譬如樂器），一般可以先從最基本的考慮，固有頻率最基本的公式，(k/m)^0.5，不管模型多復雜，都可以先從這里入手，雖然不準確，但是至少能知道加大強度或者降低質量能提高固有頻率，反之則降低。如果工作的頻率是一個很小的區間，那么一般都可以避開。- k! v* _- ^& \' W
' {4 J$ R/ d2 l7 K但是有很多結構是會在很多不同的頻率下運行的，譬如車輪以不同的車速經過顛簸路面，發動機的轉速范圍等等，在共振不可避免的情況下，那么就只能減振了。而減振又涉及很多很多不同的方法，有主動，有被動，這里又是一個很大很大的研究范圍。最簡單的就是加個橡膠墊圈之類的把振動的動能轉換成內部熱能。
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G/ Q$ y0 S5 K* m( y$ {% h! R問題3： 我們公司的一個資深工程師（他設計出的高速高動態的機械超越行業內所有競爭對手，最終那個產品成為全球最佳產品，而其人也成為公司副總裁）說過一句話：對于機械振動，要么別惹它，要么壓制住它。這句話改怎么理解。# Z% z" V3 `4 O+ h" X9 W! Q: i9 c
這句話我的理解就跟上面說的差不多了，能避免振動，盡量避免，避免不了就避免共振，如果還是無法避免，那么就要用各種減振的方法去壓制了。, r- H z1 N4 R1 R
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問題4：機械運動時，位置傳感器所放的位置不同，其振動也會不一樣，也就是說傳感器放啊A位置進行反饋控制，系統會振動，而放在B位置，也許就不會有振動，這是什么道理呢？* w( p: M& v' Q1 w, k8 r+ s
這個就是為什么要做模態分析了，系統在不同自然頻率下的振動模態是會有區別的，所以實際問題實際分析，除了知道系統的工作頻率外，還要清楚其載荷的類型。
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以上都是小弟個人見解，而且我還沒真正出來工作過，理解肯定很片面，而且我學習也不太認真，所以還有可能會有錯誤理解，希望各位前輩看到什么錯漏即使指正我～～ 謝謝～～4 V8 R% }5 ~. D2 r7 S
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樓主: 邀約狂歌
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發表于 2015-6-6 10:49:20
