振动分析与振动原理介绍

机械振动是指表示机械设备在运动状态下，机械设备或结构上某观测点的位移量围绕其均值或相对基准随时间不断变化的过程。

与信号的分类类似，机械振动根据振动规律可以分成两大类：稳态振动和随机振动

振动的幅值、频率和相位是振动的三个基本参数，称为振动三要素。只要测定这三个要素，也就决定了整个振动运动。

幅值是振动强度的标志，它可以用峰值、有效值、平均值等不同的方法表示。

不同的频率成分反映系统内不同的振源。通过频谱分析可以确定主要频率成分及其幅值大小，从而寻找振源，采取相应的措施。

振动信号的相位信息十分重要，如利用相位关系确定共振点、测量振型、旋转件动平衡、有源振动控制、降噪等。对于复杂振动的波形分析，各谐波的相位关系是不可缺少的。简谐振动是最基本的周期运动，各种不同的周期运动都可以用无穷个不同频率的简谐运动的组合来表示。本节讨论最为简单的单自由度系统在两种不同激励下的响应(即单自由度系统的受迫振动):

以利于正确理解和掌握机械振动测试及分析技术的有关概念。

在振动测量时，应合理选择测量参数。如振动位移是研究强度和变形的重要依据；振动加速度与作用力或载荷成正比，是研究动力强度和疲劳的重要依据；振动速度决定了噪声的高低，人对机械振动的敏感程度在很大频率范围内是由振动速度决定的，振动速度又与能量和功率有关，并决定了力的动量。
振动的原因

• 由於材料不可能完美均質、製造上的精度限制、使用後的磨損等因素，造成運轉的物體都會產生振動。
• 依照物理學，旋轉中物體的振動，是呈現正弦波形。
• 在轉動機械上所量測到的振動波形，是許多零件的綜合振動。
• 綜合振動的複雜波形，可以利用數學予以分解成不同零件各自的正弦波形振動。

破坏方式

• 一般轉動機械在600～120,000CPM之間時，破壞模式為疲勞破壞，因此採用與「頻率」成正比的「速度」為主要量測單位。
• 低頻時（通常在600CPM以下），破壞模式為位移破壞，因此以「位移」為主要量測單位。
• 高頻時（通常在120,000CPM以上），破壞模式為作用力破壞，因此以「加速度」為主要量測單位。

振动三要素

诊断方式