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1、动态测试在诊断设备故障中应用 动态测试狭义定义为实时实况地测取被测对象的动态参数。被测对象一般为运动中的某种物体，如，运行中的车辆传动系统及发动机的曲柄连杆机构，发射过程中的火炮或压裂过程中的石油油井等等；实时实况测试是指在被测对象真实的运行过程中测试被测对象的动态参数。动态测试是进行控制系统分析、设计和动态性能评估、 验证的有效手段。 相对于静态测试而言, 动态测试包含了更多的测试信息, 更利于分析控制系统的综合性能，因此在众多领域发挥了举足轻重的作用。利用振动信号诊断设备故障即为一项重要应用。 任何一台机器设备在运行过程中可能产生的振动形式，不外乎为：自由振动、受迫振动和自激振动三种。可能
2、受到的外界激动不外乎为冲击力和周期干扰力。受到外界干扰后，系统就会以其本身的固有动态特性按一定的振型组合进行振动。这样，我们就可以从它的振型中定性地识别出零件在结构上存在的问题。并从零件的传递函数的大小来确定其动刚度的好坏。 大负荷重载零件在工程、动力和交通运输等机械中是经常出现的关键零件。这类零件由于在重载或高速下运行，伴随有振动。因此，在动态情况下常常会出现各种形式的故障甚至破坏而造成严重的后果。过去，对这类零件由于其结构上的不合理而可能引起的动态故障缺少诊断手段，因此，往往要到故障发生后才被重视。这样，在经济上及安全上会造成不可弥补的损失。而采用动态测试，基于模态分析原理，运用已有的测试
3、手段和数字分析系统，来识别这类零件在结构上存在的薄弱环节及预测出可能产生故障的部位， 从而进一步采取适当的措施， 来改善零件的性能，可以做到防患于未然。 由于零件均是钢铁等金属材料制成，这些材料的内阻尼较小。因此，这类零件在振动时所呈现的形式基本上为实模态，即零件上各点的相位均为0或180，振动是以驻波形式进行，具有固定的振动节线。这就为我们应用节线的位置来判别零件结构上的薄弱环节提供了条件。 一个大型零件可简化为多自由度系统。 由于材料的内阻尼很小， 可以忽略不计。在外力f (t)作用下，在时域中，该零件的振动方程为: mX+kx=f (t) 式中：m和k分别为质量矩阵和刚度矩阵。由于阻尼很
4、小，所以零件在f(t)作用下所产生的响应x(t)，其各阶振型呈实模态形式。这样，在零件的各个测点上其相位角为0或180，振动以驻波形式出现。零件的某些部位振幅为零，这些部位称为节点(线)。节点(线)的位置，就是零件结构上的薄弱环节。找出薄弱环节使得大负荷重载零、部件的动态故障诊断法成为切实可行的故障诊断方法。 振动计算机辅助测试(CAT)系统，就是新时期以上技术集成的结晶，CAT 系统具有测试、数据处理和后置处理等功能，整个系统可以分成振源(使机械系统获得振动能量)和测量与分析两大部分，或细分为激励、测量和分析三个部分，测试过程是信号转换与处理的过程，常见的是将被测得非电信号通过相应的传感器转
5、换成电信号，以便于传输、调理（放大，滤波）、分析处理和显示记录。即当振动发生器振动，激励起机械系统振动，力传感器和运动传感器拾取振源和响应信号，经前置放大器放大和低通滤波器滤波后进行模数(A/D)转换， 把连续时间信号转换成离散的数字时间序列，送入主机显示、加工、存储或输出。图1是动态测试的基本框图。 随着测试手段的现代化和分析仪器的数字化，测试和分析可在短时间内完成。这也有助于此法的现场快速识别，便于此法的推广使用。动态测试技术能改变以往理论万能，不从实际出发解决一些理论上无法解决的故障现象。实践证明，其能减少大量的生产成本，为生产决策提供准确的信息。 机动学院 0080209132 钟宇
