概述

振動試驗是評定元器件、零部件及整機在預期的運輸及使用環境中的抵抗能力。

物體或質點相對于平衡位置所作的往復運動叫振動。振動又分為正弦振動、隨機振動、復合振動、掃描振動、定頻振動。描述振動的主要參數有：振幅、速度、加速度。單頻正弦振動頻率為f時，振幅單峰值為D，則其速度單峰值為 ，加速度單峰值為。

在現場或實驗室對振動系統的實物或模型進行的試驗。振動系統是受振動源激勵的質量彈性系統，如機器、結構或其零部件、生物體等。振動試驗是從航空航天部門發展起來的， 現在已被推廣到動力機械、 交通運輸、建筑等各個工業部門及環境保護、勞動保護方面，其應用日益廣泛。振動試驗包括響應測量、動態特性參量測定、載荷識別以及振動環境試驗等內容。

響應測量

主要是振級的測量。為了檢驗機器、結構或其零部件的運行品質、安全可靠性以及確定環境振動條件，必須在各種實際工況下，對振動系統的各個選定點和選定方向進行振動量級的測定，并記錄振動量值同時間變化的關系（稱為時間歷程）。對周期振動，主要測定振級（位移、速度、加速度或應變的幅值或有效值）和振動周期；對瞬態振動和沖擊，主要測定位移或加速度的最大峰值和響應持續時間;對平穩隨機振動,主要測定力和響應的時間歷程的均值和方差等；對非平穩隨機振動，可把時間劃分為許多小段，測定各小段內時間歷程的均值和方差，找出它們同時間的關系，并以此作為振級的度量。

許多機器的振動速度在很寬頻率范圍內幾乎為常數，所以可用在機器上選定點測得的振動速度的最大有效值作為機器振動強烈程度（稱為振動烈度）的指標。

為了設計和試制新機器或在改造舊機器時解決減振問題，以及為了提高振動機械的效率，必須了解系統的動態特性參量。動態特性參量很多，對于線性系統，最常用的為模態參量，包括各階固有頻率、振型、模態質量或模態剛度、模態阻尼比。模態參量可以換算出物理坐標（即幾何坐標）中的力學參量，包括集中質量、剛度和阻尼矩陣。

動態特性參量的簡易測定方法

在工程設計中，有時只需知道低階（如一、二階）固有頻率、振型以及阻尼系數，可用簡易方法測定這些參量：

① 固有頻率測定。用敲擊或突然卸載使系統產生自由振動,記錄其衰減波形并與儀器中的時標信號比較,或將信號發生器產生的固定頻率正弦波和衰減波形輸入射線示波器，由示波器顯示的利薩如圖形求得一、二階固有頻率。如果有激振器或振動臺，則可對系統進行步進頻率激振或低速掃頻激振以尋找共振頻率，在小阻尼時共振頻率近似等于固有頻率。

② 振型測定。手持木質或鋁質探針接觸被測系統各點，由撞擊聲音（或憑手感）測定所有不振動點的位置，即節線位置。對水平放置的平板型系統，可在平板上撒上砂粒，振動時砂粒將聚集到節線上，由節線分布情況即可大致判斷振型。

③ 阻尼測定。可采用衰減振動法、共振法和相位法。衰減振動法是用記錄儀記錄自由振動的衰減波形，由相鄰同向的兩次或數次的振幅的衰減率算出阻尼值；共振法是由共振時振幅和共振區頻率帶寬算出阻尼值；相位法是由共振區相位隨頻率變化關系算出阻尼值。

 機械導納方法

機械導納是系統頻域的特征參量(見機械阻抗)。大型復雜結構的固有頻率多而密集,振型很復雜，無法用簡易方法測定。然而可以先測試系統對激振力的響應，得到機械導納，再用圖解識別（即機械導納的幅頻、相頻、實頻、虛頻或矢端圖等圖形識別）或計算機識別來確定模態參量或物理參量。

時域識別方法

直接利用振動的時間歷程來求系統的模態參量。對自由振動，可以通過自由振動和脈沖響應函數(系統的時域特性參量之一,其傅里葉變換即機械導納)的關系直接計算模態參量。對受迫振動,可以用數字時間序列分析方法或其他方法（如隨機減量法、濾波法等）來計算模態參量。時域識別方法的優點是能利用運行狀態下機器的振動信號，適用于不能在實驗室測試的大型結構；缺點是天然振源的激振力往往無法測定和控制，而僅能由響應值來識別，故精度較低。

載荷識別

指分析和確定振源的性質（是有規律的還是隨機的？是定力還是定運動？等等）、傳播途徑及振源施加在系統上的載荷譜（即載荷的時間歷程）。載荷識別也叫環境預測，它可為分析系統的動力響應和振動原因等提供數據。大型結構承受的載荷非常復雜，很難直接測定，但可以通過結構的響應信號和系統已知的數學模型來反推系統承受的載荷，再根據各種工況下得出的數據進行統計和綜合，最終得到載荷譜。振源的性質和傳播途徑可以用功率譜分析或相關分析方法得出。

振動環境試驗

為了了解產品的耐振壽命和性能指標的穩定性，錄找可能引起破壞或失效的薄弱環節，對系統在模擬實際環境的振動、沖擊條件下進行的考核試驗。定型產品的試驗規范通常已經標準化，新產品要制定合適的試驗方法。試驗方法分兩大類：①標準試驗,包括耐