振動實驗臺的設(shè)計及測試系統(tǒng)開發(fā)開題報告.doc

畢業(yè)設(shè)計開題報告題目名稱振動實驗臺的設(shè)計及測試系統(tǒng)開發(fā)題目類別畢業(yè)設(shè)計學(xué)院（系）機械工程學(xué)院專業(yè)班級機械設(shè)計制造及其自動化學(xué)生姓名李一芳指導(dǎo)教師張強輔導(dǎo)教師張強日期2005.04.05振動實驗臺設(shè)計及測試系統(tǒng)開發(fā)開題報告學(xué)生：李一芳，機械工程學(xué)院指導(dǎo)教師：張強，機械工程學(xué)院1題目來源及類型題目名稱：振動實驗臺設(shè)計及測試系統(tǒng)開發(fā)。題目來源：實驗室建設(shè)。題目類別：畢業(yè)設(shè)計。2研究目的與意義研究振動的目的及意義在于摸清振動規(guī)律,知道機械結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計,對設(shè)備的振動進行預(yù)測或進行振動控制,以保證機械設(shè)備具有良好的動態(tài)特性和良好的環(huán)境適應(yīng)性,以提高機械設(shè)備的總體性能和總體水平.振動試驗的目的及意義在于確定所設(shè)計、制造的機器、構(gòu)件在運輸和使用過程中承受外來振動或者自身產(chǎn)生的振動而不至破壞，并發(fā)揮其性能、達到預(yù)定壽命的可靠性。隨著對產(chǎn)品，尤其是航空航天產(chǎn)品可靠性要求的提高，作為可靠性試驗關(guān)鍵設(shè)備的振動試驗系統(tǒng)的發(fā)展顯得越來越重要。振動測量的目的及意義是隨著生產(chǎn)及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,越來越多的餓震動課題要求人們?nèi)パ芯拷鉀Q,以達到減小不利震動,利用有益振動為人類服務(wù)的目的.振動量測就是通過實測手段對振動進行分析研究的方法,它是振動科學(xué)的一個重要組成部分.工程中常遇到的需進行振動試驗的課題有:1測定結(jié)構(gòu)在實際工作時振動水平(幅值,頻率)及性狀(振動特點).2對實際結(jié)構(gòu)或模型進行振動的試驗研究采用激振手段對實際結(jié)構(gòu)或模型進行試驗,用以測定系統(tǒng)的振動特性參數(shù).如系統(tǒng)的固有頻率,振型,阻尼系數(shù)以及廣義質(zhì)量,廣義剛度等；對計算方法進行考核驗證；模型試驗可以用來對各種設(shè)計方案進行比較.有時通過振動測量還可以修正理論上無法考慮到的因數(shù)或克服理論上難以克服的困難.3模擬振動條件進行環(huán)境試驗,某些特殊的產(chǎn)品必須考慮受到振動或沖擊后的影響在振動環(huán)境下能否正常工作等等,均需要進行試驗后才能給出答案.試驗可在不同路面上進行實地運輸試驗或更多的是在振動臺上進行環(huán)境實驗.4標定實驗,即對振動測試用的一起設(shè)備進行各種參數(shù)的標定,以確定儀器的使用范圍及靈敏度等參數(shù).5鑒于試驗研究工作具有直觀可靠等優(yōu)越性,所以進行了各種試驗方法的迅速發(fā)展.而所有振動試驗理論及試驗方法的研究都離不開振動試驗工作.在這次畢業(yè)設(shè)計中我主要研究的是用于教學(xué)用的機械振動實驗臺及其測試系統(tǒng)。任何力學(xué)系統(tǒng)都既有震動的能力；任何機械、機構(gòu)、零件及其組成部分都會產(chǎn)生機械振動。在生產(chǎn)和科學(xué)實驗中，機械振動是普遍存在的現(xiàn)象。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對機械振動的研究和振動測試的研究提出了更高的要求。為了研究與認識振動，進而控制振動與測試振動，首先必須區(qū)分振動的不同類別，掌握表征各類振動的振動量的方法與平定指標。近代工程技術(shù)的飛躍發(fā)展，特別是航空、航天、海洋工程等技術(shù)的發(fā)展，必須對振動進行預(yù)測、采集、并實時處理在運行過程中的載荷數(shù)據(jù)的響應(yīng)數(shù)據(jù)，對大型結(jié)構(gòu)系統(tǒng)進行振動和噪聲分析，對可能產(chǎn)生的過大振動事先加以避免或進行控制以確保安全，經(jīng)濟合理。因而振動信號采集和處理、系統(tǒng)辯識、振動和噪聲控制、環(huán)境預(yù)測等新分支迅速發(fā)展。人們正在戰(zhàn)勝地震的威脅，促使振動工程得到迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，成為各行各業(yè)都密切關(guān)注的問題。振動測試技術(shù)作為解決工程振動問題的一種有效手段，早已被人們所利用。在近二十多年來，隨著科技、生產(chǎn)的發(fā)展，震動測試無論字理論上或應(yīng)用上都產(chǎn)生了令人矚目的深刻變化。電子即使和傳感器技術(shù)的進展，大大加強了振動測試的功能，提高另外測量的精度和速度。各種新型振動傳感器的相繼問世，使得過去難度較大的振動測量都得以實現(xiàn)。由于計算機的普遍推廣應(yīng)用，使得振動測量技術(shù)進入了一個新時期。在這一時期，各種基于數(shù)字信號處理原理的頻率分析儀及其它一微處理器為核心的多功能信號分析儀器大量涌現(xiàn)，從而大大加強了對振動型號的時域及頻域分析功能。在這一基礎(chǔ)上，為適應(yīng)結(jié)構(gòu)動力特性研究的需要，結(jié)構(gòu)的振動模態(tài)參數(shù)試驗分析原理及參數(shù)識別技術(shù)得到迅速發(fā)展，從而使振動試驗研究直接為動態(tài)設(shè)計及振動強度校核提供重要依據(jù)。3閱讀的主要參考文獻及資料名稱1胡時岳、朱繼海，機械振動與沖擊測試技術(shù)，科學(xué)出版社，19832浙江大學(xué)精密機械教研室振動測試和分析，19803北村恒二日，噪聲和振動測試技術(shù)，陸世鑫譯，機械工業(yè)出版社，19854布歇爾，R.R.美，沖擊與振動傳感器的校準，杜德昌譯，計量出版社，19845機械工程手冊編委會，機械工程手冊第21篇機械振動，機械工業(yè)出版社,19786嚴普強、黃長藝，機械工程測試基礎(chǔ)，機械工業(yè)出版社，19857黃長藝、盧文祥，機械制造中的測試技術(shù)，機械工業(yè)出版社，19818鄭兆昌（主編），機械振動上、中冊，機械工業(yè)出版社，1980（上冊），1986（中冊）9悉德昌、趙欽淼，振動臺及振動實驗，機械工業(yè)出版社，198510南京航空學(xué)院、北京航空學(xué)院，國防工業(yè)出版社，198011莊表中、劉明杰，高等教育出版社，198912袁希光（主編），國防工業(yè)出版社，198613李方澤、劉馥清、王正，高等教育出版社，199214張思（主編），清華大學(xué)出版社，199215吳三靈(主編),兵器工業(yè)出版社,199316吳福光,蔡承武,徐兆,高等教育出版社,198717張世基(主編),北京航空航天大學(xué)出版社,199018吳淇泰,浙江大學(xué)出版社,198919莊表中,黃志強,科學(xué)出版社,198520劉允嘉,楊本法,上海交通大學(xué)出版社,198721梁德沛,重慶大學(xué)出版社,198722倪振華,西安交通大學(xué)出版社,198923石,同濟大學(xué)出版社,19904國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢與研究的主攻方向4.1、國內(nèi)外現(xiàn)狀：對許多人來說，振動試驗臺是一個冷僻的專業(yè)詞匯，恐怕大部分人不知其為何物。實際上，振動試驗臺應(yīng)用范圍極廣，大到火箭制造，小到餅干的生產(chǎn)，都需要做振動試驗。這樣一種被廣泛使用的關(guān)鍵設(shè)備，過去很長一段時間，由于受多種技術(shù)的制約，我國所使用的振動試驗臺大多一直依靠國外進口。20世紀70年代，在國內(nèi)，振動試驗臺有“1噸推力1噸金”之說，進口1臺1噸級的振動試驗臺需要花費價值1噸黃金的代價。而且，歐美等發(fā)達國家長期以來都對中國實行中高端技術(shù)與產(chǎn)品的禁運。以前，這些國家對中國禁運1噸以上的電動振動臺，時至今日，5噸以上推力的電動振動臺仍被禁止運到中國銷售，不僅振動臺的心臟部件不允許進入中國，哪怕一個光標都不允許中國進口。近年來，我國有關(guān)部門完全擺脫了模仿、消化、吸收等傳統(tǒng)模式，大膽采用新工藝、新技術(shù)、新材料，用全新的創(chuàng)造、最優(yōu)化的設(shè)計、完全自主獨立的知識產(chǎn)權(quán)開發(fā)電動振動試驗系列產(chǎn)品，形成了產(chǎn)業(yè)化、規(guī)?；蛧H化的特色。近3年來，蘇州東菱連創(chuàng)國內(nèi)新高：開發(fā)設(shè)計成功的6噸風冷電動振動臺，填補了我國大推力風冷式電動振動臺的空白。在此產(chǎn)品的基礎(chǔ)上又擴展出國際上最大推力的7噸風冷式電動臺。今年4月，企業(yè)研制成功了我國最大的16噸水冷式電動振動臺，性能指標全面趕超世界先進水平，標志著我國研制大推力電動振動試驗系統(tǒng)的能力和水平躋身國際先進行列。4.2、振動臺的發(fā)展趨勢及研究主攻方向：當前，我國工業(yè)生產(chǎn)的特點是產(chǎn)品品種多、更新快和市場競爭激烈。由于電子、電工及材料技術(shù)的提高和機械設(shè)計方法的改進，為振動試驗系統(tǒng)的發(fā)展提供了機遇，而且隨著技術(shù)投入的加大，將會為振動試驗提供更可靠、高效率、低成本的設(shè)備。因此，振動實驗臺的發(fā)展的趨勢是非常明顯的。60年代，為滿足航天產(chǎn)品振動試驗的需要，開始了振動試驗系統(tǒng)的研制，包括推力10N至100kN的振動臺及各種振動測量儀表和傳感器。目前，振動試驗設(shè)備不僅在航天領(lǐng)域而且在其他行業(yè)發(fā)