基于NI PXI平臺的旋轉機械工作模態(tài)測試

　　功率譜(恒定轉速)

　　作者:

　　洪 廣偉 - 上海宏勤信息科技有限公司

　　行業(yè):

　　產(chǎn)品:

　　挑戰:

　　由于沒(méi)有白噪聲作為激勵，同時(shí)變轉速的旋轉機械振動(dòng)中多個(gè)諧波的混疊，造成頻率混疊或者無(wú)法激勵除模態(tài)，所以旋轉機械工作模態(tài)測試(OMA)一直是一個(gè)難題。

　　解決方案:

　　使用NI PXI平臺和NI聲音振動(dòng)工具包，構造了能夠用于旋轉機械的模態(tài)測試方案，為旋轉機械的共振監測和動(dòng)態(tài)特性測試提供了新方法

　　"基于LabVIEW的圖形化開(kāi)發(fā)平臺，我們開(kāi)發(fā)了可用于工作旋轉機械工作模態(tài)測試的ModalVIEW-OMA軟件，對測試結果進(jìn)行處理"

　　背景介紹

　　工作狀態(tài)模態(tài)分析(Operational Modal Analysis)是從來(lái)自于工作運行狀態(tài)的結構振動(dòng)測量數據中提取結構模態(tài)參數的方法，適合在無(wú)法施加人工激勵或者激勵信號無(wú)法測量的場(chǎng)合下使用。上個(gè) 世紀末以來(lái)，工作狀態(tài)模態(tài)分析逐漸成熟與發(fā)展，并在土木工程和工業(yè)領(lǐng)域有著(zhù)廣泛的應用。旋轉機械是車(chē)輛、船舶和機床等設備的重要組件，它的動(dòng)態(tài)特性決定了 整個(gè)設備的安全可靠運行。旋轉機械的結構模態(tài)分析提供了可用于設備狀態(tài)監測重要信息。使用工作狀態(tài)的模態(tài)分析方法來(lái)解決旋轉機械的結構模態(tài)測試的應用需求 不斷增加，并引起國內外測試工程人員的濃厚興趣。

　　旋轉機械的運行一般有兩種狀態(tài)：旋轉機械運行在一個(gè)恒定轉速下。這種狀態(tài)下，旋轉引起的對整個(gè)機械結構的振動(dòng)激勵可以被視為有著(zhù)離散頻譜的多個(gè)諧波組成激 勵信號，相應的結構振動(dòng)響應信號的頻譜也是多個(gè)諧波構成的離散譜。如圖 1所示。另一種是旋轉機械運行在升速或降速過(guò)程。這種狀態(tài)下，旋轉引起的振動(dòng)激勵可以被視為通過(guò)某個(gè)頻率范圍的寬頻帶掃頻激勵信號，相應的結構振動(dòng)響應信 號的頻譜是寬頻帶響應譜，如圖 2所示。

　　圖 1 功率譜(恒定轉速)

　　圖 2 轉速-頻率譜圖(升速過(guò)程)

　　本文是針對旋轉機械的升速或降速工作的狀態(tài)下，介紹怎樣使用諧波階次提取和工作狀態(tài)頻率響應函數估計相結合的工作狀態(tài)模態(tài)分析方法，利用旋轉機械變速過(guò)程的振動(dòng)信號來(lái)提取旋轉機械結構模態(tài)參數。