振動(dòng)測(cè)試是仿真產(chǎn)品在運(yùn)輸(Transportation)、安裝(Installation)及使用(Use)環(huán)境中所遭遇到的各種振動(dòng)環(huán)境影響，本測(cè)試是模擬產(chǎn)品在運(yùn)輸、安裝及使用環(huán)境下所遭遇到的各種振動(dòng)環(huán)境影響，用來確定產(chǎn)品是否能承受各種環(huán)境振動(dòng)的能力。振動(dòng)測(cè)試是評(píng)定元器件、零部件及整機(jī)在預(yù)期的運(yùn)輸及使用環(huán)境中的抵抗能力。

貝德檢測(cè)認(rèn)為最常使用振動(dòng)方式可分為正弦振動(dòng)及隨機(jī)振動(dòng)兩種。正弦振動(dòng)是實(shí)驗(yàn)室中經(jīng)常采用的測(cè)試方法，以模擬旋轉(zhuǎn)、脈動(dòng)、震蕩（在船舶、飛機(jī)、車輛、空間飛行器上所出現(xiàn)的）所產(chǎn)生的振動(dòng)以及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)共振頻率分析和共振點(diǎn)駐留驗(yàn)證為主，其又分為掃頻振動(dòng)和定頻振動(dòng)兩種，其嚴(yán)苛程度取決于頻率范圍、振幅值、測(cè)試持續(xù)時(shí)間。隨機(jī)振動(dòng)則以模擬產(chǎn)品整體性結(jié)構(gòu)耐震強(qiáng)度評(píng)估以及在包裝狀態(tài)下的運(yùn)送環(huán)境，其嚴(yán)苛程度取決于頻率范圍、GRMS、測(cè)試持續(xù)時(shí)間和軸向。

物體或質(zhì)點(diǎn)相對(duì)于平衡位置所作的往復(fù)運(yùn)動(dòng)叫振動(dòng)。振動(dòng)又分為正弦振動(dòng)、隨機(jī)振動(dòng)、復(fù)合振動(dòng)、掃描振動(dòng)、定頻振動(dòng)。描述振動(dòng)的主要參數(shù)有：振幅、速度、加速度。

振動(dòng)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)：

GJB 150.25-86

GB-T 4857.23-2003

GBT4857.10-2005

WJ231-77

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在現(xiàn)場(chǎng)或?qū)嶒?yàn)室對(duì)振動(dòng)系統(tǒng)的實(shí)物或模型進(jìn)行的測(cè)試。振動(dòng)系統(tǒng)是受振動(dòng)源激勵(lì)的質(zhì)量彈性系統(tǒng)，如機(jī)器、結(jié)構(gòu)或其零部件、生物體等。振動(dòng)測(cè)試是從航空航天部門發(fā)展起來的， 現(xiàn)在已被推廣到動(dòng)力機(jī)械、 交通運(yùn)輸、建筑等各個(gè)工業(yè)部門及環(huán)境保護(hù)、勞動(dòng)保護(hù)方面，其應(yīng)用日益廣泛。振動(dòng)測(cè)試包括響應(yīng)測(cè)量、動(dòng)態(tài)特性參量測(cè)定、載荷識(shí)別以及振動(dòng)環(huán)境測(cè)試等內(nèi)容。

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響應(yīng)測(cè)量

主要是振級(jí)的測(cè)量。為了檢驗(yàn)機(jī)器、結(jié)構(gòu)或其零部件的運(yùn)行品質(zhì)、安全可靠性以及確定環(huán)境振動(dòng)條件，必須在各種實(shí)際工況下，對(duì)振動(dòng)系統(tǒng)的各個(gè)選定點(diǎn)和選定方向進(jìn)行振動(dòng)量級(jí)的測(cè)定，并記錄振動(dòng)量值同時(shí)間變化的關(guān)系（稱為時(shí)間歷程）。對(duì)周期振動(dòng)，主要測(cè)定振級(jí)（位移、速度、加速度或應(yīng)變的幅值或有效值）和振動(dòng)周期；對(duì)瞬態(tài)振動(dòng)和沖擊，主要測(cè)定位移或加速度的最大峰值和響應(yīng)持續(xù)時(shí)間;對(duì)平穩(wěn)隨機(jī)振動(dòng),主要測(cè)定力和響應(yīng)的時(shí)間歷程的均值和方差等；對(duì)非平穩(wěn)隨機(jī)振動(dòng)，可把時(shí)間劃分為許多小段，測(cè)定各小段內(nèi)時(shí)間歷程的均值和方差，找出它們同時(shí)間的關(guān)系，并以此作為振級(jí)的度量。

許多機(jī)器的振動(dòng)速度在很寬頻率范圍內(nèi)幾乎為常數(shù)，所以可用在機(jī)器上選定點(diǎn)測(cè)得的振動(dòng)速度的最大有效值作為機(jī)器振動(dòng)強(qiáng)烈程度（稱為振動(dòng)烈度）的指標(biāo)。

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參量測(cè)定

為了設(shè)計(jì)和試制新機(jī)器或在改造舊機(jī)器時(shí)解決減振問題，以及為了提高振動(dòng)機(jī)械的效率，必須了解系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性參量。動(dòng)態(tài)特性參量很多，對(duì)于線性系統(tǒng)，最常用的為模態(tài)參量，包括各階固有頻率、振型、模態(tài)質(zhì)量或模態(tài)剛度、模態(tài)阻尼比。模態(tài)參量可以換算出物理坐標(biāo)（即幾何坐標(biāo)）中的力學(xué)參量，包括集中質(zhì)量、剛度和阻尼矩陣。

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測(cè)定方法

在工程設(shè)計(jì)中，有時(shí)只需知道低階（如一、二階）固有頻率、振型以及阻尼系數(shù)，可用簡(jiǎn)易方法測(cè)定這些參量：

①固有頻率測(cè)定　用敲擊或突然卸載使系統(tǒng)產(chǎn)生自由振動(dòng),記錄其衰減波形并與儀器中的時(shí)標(biāo)信號(hào)比較,或?qū)⑿盘?hào)發(fā)生器產(chǎn)生的固定頻率正弦波和衰減波形輸入射線示波器，由示波器顯示的利薩如圖形求得一、二階固有頻率。如果有激振器或振動(dòng)臺(tái)，則可對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行步進(jìn)頻率激振或低速掃頻激振以尋找共振頻率，在小阻尼時(shí)共振頻率近似等于固有頻率。

②振型測(cè)定　手持木質(zhì)或鋁質(zhì)探針接觸被測(cè)系統(tǒng)各點(diǎn)，由撞擊聲音（或憑手感）測(cè)定所有不振動(dòng)點(diǎn)的位置，即節(jié)線位置。對(duì)水平放置的平板型系統(tǒng)，可在平板上撒上砂粒，振動(dòng)時(shí)砂粒將聚集到節(jié)線上，由節(jié)線分布情況即可大致判斷振型。

③阻尼測(cè)定　可采用衰減振動(dòng)法、共振法和相位法。衰減振動(dòng)法是用記錄儀記錄自由振動(dòng)的衰減波形，由相鄰?fù)虻膬纱位驍?shù)次的振幅的衰減率算出阻尼值；共振法是由共振時(shí)振幅和共振區(qū)頻率帶寬算出阻尼值；相位法是由共振區(qū)相位隨頻率變化關(guān)系算出阻尼值。

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導(dǎo)納方法

機(jī)械導(dǎo)納是系統(tǒng)頻域的特征參量(見機(jī)械阻抗)。大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)的固有頻率多而密集,振型很復(fù)雜，無法用簡(jiǎn)易方法測(cè)定。然而可以先測(cè)試系統(tǒng)對(duì)激振力的響應(yīng)，得到機(jī)械導(dǎo)納，再用圖解識(shí)別（即機(jī)械導(dǎo)納的幅頻、相頻、實(shí)頻、虛頻或矢端圖等圖形識(shí)別）或計(jì)算機(jī)識(shí)別來確定模態(tài)參量或物理參量。

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時(shí)域識(shí)別

直接利用振動(dòng)的時(shí)間歷程來求系統(tǒng)的模態(tài)參量。對(duì)自由振動(dòng)，可以通過自由振動(dòng)和脈沖響應(yīng)函數(shù)(系統(tǒng)的時(shí)域特性參量之一,其傅里葉變換即機(jī)械導(dǎo)納)的關(guān)系直接計(jì)算模態(tài)參量。對(duì)受迫振動(dòng),可以用數(shù)字時(shí)間序列分析方法或其他方法（如隨機(jī)減量法、濾波法等）來計(jì)算模態(tài)參量。時(shí)域識(shí)別方法的優(yōu)點(diǎn)是能利用運(yùn)行狀態(tài)下機(jī)器的振動(dòng)信號(hào)，適用于不能在實(shí)驗(yàn)室測(cè)試的大型結(jié)構(gòu)；缺點(diǎn)是天然振源的激振力往往無法測(cè)定和控制，而僅能由響應(yīng)值來識(shí)別，故精度較低。

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載荷識(shí)別

指分析和確定振源的性質(zhì)（是有規(guī)律的還是隨機(jī)的？是定力還是定運(yùn)動(dòng)？……）、傳播途徑及振源施加在系統(tǒng)上的載荷譜（即載荷的時(shí)間歷程）。載荷識(shí)別也叫環(huán)境預(yù)測(cè)，它可為分析系統(tǒng)的動(dòng)力響應(yīng)和振動(dòng)原因等提供數(shù)據(jù)。大型結(jié)構(gòu)承受的載荷非常復(fù)雜，很難直接測(cè)定，但可以通過結(jié)構(gòu)的響應(yīng)信號(hào)和系統(tǒng)已知的數(shù)學(xué)模型來反推系統(tǒng)承受的載荷，再根據(jù)各種工況下得出的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和綜合，最終得到載荷譜。振源的性質(zhì)和傳播途徑可以用功率譜分析或相關(guān)分析方法得出。

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環(huán)境測(cè)試

為了了解產(chǎn)品的耐振壽命和性能指標(biāo)的穩(wěn)定性，錄找可能引起破壞或失效的薄弱環(huán)節(jié)，對(duì)系統(tǒng)在模擬實(shí)際環(huán)境的振動(dòng)、沖擊條件下進(jìn)行的考核測(cè)試。定型產(chǎn)品的測(cè)試規(guī)范通常已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，新產(chǎn)品要制定合適的測(cè)試方法。測(cè)試方法分兩大類:①標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試,包括耐預(yù)定頻率測(cè)試、耐共振測(cè)試、正弦掃描測(cè)試、寬帶隨機(jī)振動(dòng)測(cè)試、沖擊測(cè)試、聲振測(cè)試和運(yùn)輸測(cè)試等；②非標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，包括瞬態(tài)波形振動(dòng)測(cè)試、窄帶隨機(jī)振動(dòng)測(cè)試、隨機(jī)波再現(xiàn)測(cè)試、正弦波和隨機(jī)波混合測(cè)試等。(見振動(dòng)環(huán)境測(cè)試)

振動(dòng)測(cè)試數(shù)據(jù)處理和分析 　測(cè)試得到的大量原始數(shù)據(jù)必須經(jīng)過各種處理，才能作為工程設(shè)計(jì)計(jì)算的依據(jù)資料。測(cè)試的原始記錄數(shù)據(jù)是參量的時(shí)間歷程（位移、速度或加速度等量值同時(shí)間的關(guān)系），通過直觀分析可將數(shù)據(jù)分為瞬態(tài)的、周期的、隨機(jī)或非隨機(jī)持續(xù)非周期的三種，進(jìn)而在時(shí)域（包括時(shí)差域，即自變量為兩信號(hào)的時(shí)間差）、頻域和幅值域三大域中進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析、相關(guān)分析和譜分析，從而得到表征時(shí)間歷程特征的各種函數(shù)。處理方法可分為模擬量處理法和數(shù)字量處理法。前者設(shè)備簡(jiǎn)單，但精度較差，處理時(shí)間長(zhǎng)；后者需將原始記錄的模擬量變換為數(shù)字量后用數(shù)字計(jì)算機(jī)處理，由于精度很高，速度極快，所以隨著各種功能齊全的專用數(shù)據(jù)處理機(jī)（如快速傅里葉分析儀）的出現(xiàn)，數(shù)字量處理法已逐漸取代了模擬量處理法。

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數(shù)據(jù)處理和分析

測(cè)試得到的大量原始數(shù)據(jù)必須經(jīng)過各種處理，才能作為工程設(shè)計(jì)計(jì)算的依據(jù)資料，測(cè)試的原始記錄數(shù)據(jù)是參量的時(shí)間歷程（位移、速度或加速度等量值同時(shí)間的關(guān)系），通過直觀分析可將數(shù)據(jù)分為瞬態(tài)的，周期的、隨機(jī)或非隨機(jī)持續(xù)非周期的三種，進(jìn)而在時(shí)域（包括時(shí)差域，即自變量為兩信號(hào)的時(shí)間差）、頻域和幅值域三大域中進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析、相關(guān)分析和譜分析，從而得到表征時(shí)間歷程特征的各種函數(shù)。處理方法可分為模擬量處理法和數(shù)字量處理法。前者設(shè)備簡(jiǎn)單，但精度較差，處理時(shí)間長(zhǎng)；后者需將原始記錄的模擬量變換為數(shù)字量后用數(shù)字計(jì)算機(jī)處理，由于精度很高，速度極快，所以隨著各種功能齊全的專用數(shù)據(jù)處理機(jī)（如快速傅里葉分析儀）的出現(xiàn)，數(shù)字量處理法已逐漸取代了模擬量處理法。

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測(cè)試設(shè)備

大致可分為激振設(shè)備、測(cè)振設(shè)備和分析設(shè)備,它們分別對(duì)應(yīng)于圖2中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三部分。圖中單線箭頭表示電信號(hào)的傳遞途徑，雙線箭頭表示機(jī)械量（力、速度、加速度等）的傳遞途徑。圖中某些設(shè)備或裝置說明如下:①激振設(shè)備:可分為激振器和振動(dòng)臺(tái)兩類，目前已逐步采用帶振動(dòng)控制儀的激振設(shè)備，它可按要求的波形或譜形激振。②傳感器：可分為測(cè)力、測(cè)運(yùn)動(dòng)和測(cè)阻抗（同時(shí)測(cè)量一點(diǎn)的力和運(yùn)動(dòng)）三種。③濾波器：可以起抗干擾，去噪聲，提取有用信號(hào)等作用。用數(shù)字計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理前必須使信號(hào)經(jīng)過低通濾波器（稱為抗混濾波器）以避免信號(hào)離散化成數(shù)字量后可能出現(xiàn)的迭混現(xiàn)象。