振动系统的参数是描述系统动力学行为的关键变量,主要包括以下几类:
一、基本力学参数
质量(m) 系统各部分的总质量,通常以千克(kg)为单位。
刚度(k)
系统抵抗形变的能力,常用牛顿/米(N/m)表示。
阻尼(c)
振动能量耗散的系数,单位为牛顿·秒/米²(Ns/m²)或米/秒²(m/s²)。
二、动态性能参数
固有频率(ωn)
系统自然振动的频率,单位为弧度/秒(rad/s)。
振型(形状参数)
描述振动时物体形状变化的参数,通常通过振幅和相位表示。
阻尼比(ζ)
阻尼与临界阻尼的比值,决定系统是欠阻尼、临界还是过阻尼。
三、边界条件与激励参数
激励力(F)
外部施加的力,单位为牛顿(N)。
激励频率(f)
外部激励的频率,单位为赫兹(Hz)。
初始条件
振动开始时的位移、速度等初始状态。
四、其他关键参数
相位差(φ): 激励信号与振动响应之间的相位关系。 频率响应(H)
五、参数识别与测量
通过实验测量位移、速度、加速度等响应信号,结合系统模型(如二阶常微分方程),可推导出上述参数。参数识别方法包括:
模态分析:通过特征方程求解固有频率、振型等;
实验测试:利用振动测试系统测量阻尼比、频率响应等。
总结
振动系统的参数反映了系统的物理特性和动态行为,是分析、设计及故障诊断的基础。不同类型的振动(如自由振动、受迫振动、参数振动)需采用相应的理论和方法进行参数提取。