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扭振测量与分析

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1 扭振测量和 QTV 介绍 1. 引言 噪声及振动问题,在旋转部件开发中,是一个必须充分重视的因素。就车辆而言,旋转机械或旋转部件包括:发动机(引擎),动力传动系, 变速装置, 压缩机和泵 等等 。对它们的动力特性, 必须了解得非常透彻, 力图实现宁静、平顺、安全地运转 。通常, 对线振动和角振动的测量和分析, 是分头进行的 。旋转件横向振动的测量方法, 是大家熟悉的,研究得已经比较透彻 ,为了充分把握结构的动力特性, 通常会实施多通道并行的测量和分析 。而扭振测量则需使用专门的设备, 它们一般并不集成在一总体动力学测试系统内 。 2. 扭振的“源—传导—接收”模型 研究动力学问题的一般方法,是建立所谓“源—传导—接收”模型(图 1 )。在某一部位(接收部位)观测到的响应,视为由源和源在结构上沿某途径传导产生的效果。由于结构的共振或反共振效应,源可能在传导过程中被放大或者被衰减。此外,它们可能沿多个不同途径,传导至接收部位。 图 1 扭振的“源——传导——接收”模型 接收部位或响应部位的振动,通常是刚体运动伴随柔体运动的复合现象。前者一般不产生交变应力,后者则会引起交变应力,并成为某种耐久性问题的根源。传 2 递途径分析(TPA)涉及到某接收部位对源的干扰,这种干扰经由其可能的传导途径,并依赖于传导途径固有的动力学特性,影响整个结构的响应。 用同样的方法,我们来研究扭转振动。先是有一个“源”,譬如说,发动机给出的交变输入力矩。力矩传递过程,牵涉到轴系、齿轮传动系或皮带传动系等的动力特性。最终表现出来的,是旋转件的转速变化。如果沿整个轴,各部位的转速变化都是相同的、一致的,那么在严格的意义上,这不能算作是扭振,仅仅只是转速在变罢了(这相当于线振动分析中的刚体模态)。仅当沿轴不同部位检测到的转速增量有幅值和相位的相对变化时,扭振才确实发生了。当激励频率接近于扭振谐振频率时,会导致旋转件产生很大的内应力。如果未设置专门的监测设备,就有可能发生严重的耐久性问题。 习惯上,凡是在平均转速上、下发生得转速波动,都被称之为扭转振动,无论转轴的不同截面之间是否真正存在相对扭转。 注意, 转矩变化或转速变化,不能只看到表面现象。实际上,旋转件之间传递的力和力矩,只是机械载荷的一部分。而发生的机械振动和噪声,也应视为动力载荷的另一部分。 下面几点,请大家关注:  扭振只是结构动力特性的一个局部命题。  扭振和...

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