请教：随机振动位移的计算

mjhzhjg

说实话，振动台是无法代替液压台的，至少目前不能
另外在1-3Hz内PSD达到0.01g^2/Hz确实有些高啊

xyxiang1

原帖由 nhplm 于 2008-2-27 10:12 发表
如何根据随机振动的PSD去计算位移，谱线1-3Hz   0.01g^2/Hz; 3-100Hz   0.02g^2/Hz。我用控制器设出的结果是14.4mm，但不知是否有公式可以估算？谢谢！

在做随机振动时经常会碰到上面的这样的条件,我有一个疑问,3HZ即是0.01g^2/Hz,又是0.02g^2/Hz,在设定测试条件是怎么设定呢?一个频率点只能对应一个频谱密度呀.
请各位高手指点.谢谢!:handshake

hcharlie

17楼说的有道理，（在3HZ处）有台阶突变的谱很少见，也不好设置。

mjhzhjg

这种谱很多，一般是这样处理的：
    在1-3Hz可以设置成2.99999Hz或者3Hz
        在3-100Hz则相应设置成3Hz或者3.00001Hz
也就是说在3Hz处是斜线连接，不是完全垂直的，这样设置对你考核产品没有任何影响
另外我通过一个matlab程序算了一下精确解：
     单独算1-3Hz，0.01g^2/Hz为14.06mm
          单独算3.00001-100Hz，0.02g^2/Hz为3.9mm
          两者一起算结果为14.59mm

[ 本帖最后由 mjhzhjg 于 2008-2-28 19:16 编辑 ]

hcharlie

原帖由 mjhzhjg 于 2008-2-28 19:10 发表
这种谱很多，一般是这样处理的：
    在1-3Hz可以设置成2.9999Hz
        在3-100Hz则相应设置成3Hz
也就是说在3Hz处是斜线连接，不是完全垂直的，这样设置对你考核产品没有任何影响

你可以这样设置，但对于具体的控制仪，它是以一定有限的谱线数来实现的，对于100HZ的试验，谱线数不宜选太多，比如说选200谱线，频率分辨率0.5HZ，如上设置的结果是1-2.5HZ为0.01，而从3-100HZ为0.02，从2.5~3HZ内过渡，不可能象你设置的能在0.00001HZ内过渡。
另外像大多数贴子算出的那样，你的RMS振幅算得偏小，按你的计算设计台子，很可能以后要不够用。

xyxiang1

原帖由 mjhzhjg 于 2008-2-28 19:10 发表
这种谱很多，一般是这样处理的：
    在1-3Hz可以设置成2.99999Hz或者3Hz
        在3-100Hz则相应设置成3Hz或者3.00001Hz
也就是说在3Hz处是斜线连接，不是完全垂直的，这样设置对你考核产品没有任何影响
另外我 ...

如果业界都是这样做的话,也都没什么,实际上平常我也是这样做的.不过没那么精确,我是设成1-3HZ,再3.1-100HZ的.而且正弦振动条件,也同样碰到这样的曲线.

我在想为什么会有这样的写法呢,按道理说这样这写法应该是不规范的吧???

mjhzhjg

回复 20楼 的帖子
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      我们在做试验时就是这样设置的
    不是RMS振幅算得偏小，这是根据公式计算的。当然，买台子不可能刚好满足这个指标，肯定要留有裕度才行·

hcharlie

原帖由 mjhzhjg 于 2008-2-29 12:55 发表
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      我们在做试验时就是这样设置的

可以这样设置，但你有没有注意控制仪实际执行应该像我在20楼所说，跳得没有这样陡。

hcharlie

为什么要做1HZ的试验？很多试验条件提出者要求做1HZ开始的试验，可能它的振动环境包含1HZ的环境，有没有必要做呢，其实还要分析这种条件对你的产品影响怎样，你的产品对这种试验条件的敏感性怎样？
比如你的产品是一个细长天线，可能对1HZ环境很敏感，你的产品是一个铁疙瘩，做这种试验就毫无作用。也就是你的产品的第一阶频率远远大于1HZ，做它就没有一点意义。
你试着用手比划摇晃一下，1秒种晃动1次，+/-50mm，也就是峰-峰100mm这是一个很轻微的振动或叫晃动，其加速度也就是0.2g，能不能将你的产品振坏？
振动台做低频大振幅比较困难，做得很有必要是一回事，动动脑子，千万不要做费力而又无用的事。

mjhzhjg

关于计算结果，通过图片可以看得出来。另外设定2.99和3.01,或者2.9999和3.0001差别不是很大，一个是14.597一个是14.5943
图中右上方的A加速度，V速度，D位移不知道大家看得清楚不？

[ 本帖最后由 mjhzhjg 于 2008-3-13 09:48 编辑 ]

hcharlie

这样设置应该可以，但要具体实施试验，还必须设置谱线数或频率分辨率。
即使按照2.99，3.00Hz实施，频率分辨率就是0.01Hz，谱线数100/0.01=10000，按照2.9999，3.0000，更了不得，频率分辨率0.0001Hz，谱线数1000000！这是不现实的。
我以为我在20楼和23楼已经说清楚了，想不到还要说一次。

hcharlie

为什么各家位移计算有差别？是理论值与实际值的差别，是不同谱线数设置的结果。
我多次说到谱线数的问题，没有引起足够的重视，只好再说一点。
其实我手上的控制仪设置阶跃谱是很方便的：
1-3Hz     0.01
3-100  0.02-0.02
完了，多简单！
但是设置不同的谱线数，各谱线的实际PSD分配和位移计算结果是不一样的。
比如，设置200谱线，频率分辨率0.5Hz，因此第2，3，4，5线为0.01，从6-200线跳为0.02。
如设置400线，频率分辨率0.25Hz，因此第4-11线为0.01，从12-400线为0.02。
等等。
25楼算的是理论情况，也就是谱线数无穷大。
不同谱线数位移计算结果，都算成均方根值：
200线    20.38mm
400线  17.42mm
800线  15.97mm
1600线 15.27mm
25楼计算 14.6mm
可以看出为什么有差别了，25楼算的是理论值。
怎么解释这个差别呢？
以200谱线为例，第2谱线频率名义值1Hz，由于频率分辨率为0.5Hz，所以它包含了从0.75--1.25Hz的能量，相当于最低频率范围从1Hz下移到0.75Hz了，频率更低了，所以位移也大了，就是这么回事。
再说一遍，无穷大谱线的试验是没法做的。

hcharlie

原帖由 nhplm 于 2008-2-27 10:32 发表
从资料上找到估算位移的公式：Dp-p＝1067*（w0/f0^3）^0.5，其中w0是0.01 g^2/Hz，f0指下限频率，这样计算出在1Hz处的位移是106.7 mm，

既然位移计算与谱线数或频率分辨率有关，那么上述公式相当于什么样的频率分辨率呢？
经过我的试算得出规律，凡是设置的频率分辨率使得最低频率位于第4谱线上，也就是最低频率=4*频率分辨率时，PSD为平直的，我算得的位移与它很接近：
PSD都是0.01g^2/Hz：
1-100Hz  400线，我算得 103.2mm 它算得 106.7mm
2-200Hz  400线，            36.42                   37.7
4-400Hz  400线，            12.88                   13.33
10-1000  400线，            3.26                     3.376
10-500   200线，             3.26                     3.376
等等，误差3%左右。

hhtnwpu

学习一下

chinatony

我没有搞过测试,不懂,怎么办呀!