机械系统固有频率的多样性

当一个静止的物体，受到一个突发的而短促力的撞击时，这个物体就会以多个振动频率产生振动，每个频率与这个物体的振动模型有关。

图中给出了轴振动的前三个振型，实际上这个轴有无数个自振频率和对应的振型。注意，振型阶数越高，对支承轴承产生的偏转作用力越小，所以当有高阶振型存在时，轴及轴承上受到的应力作用比低阶的小。

一个简支轴共振时产生的振型

固有频率的方向性

一个物体不仅有无数个自振频率及对应的振型，它们是处在不同的方向上，如图是处在桌面方向上，也有无数个自振型是处在与之相垂直的方向上和轴向方向。

机械固有频率测试

冲击试验

不用启动机器，将加速度传感器安装在待测自振频率的部件上，然后在同一方向或相反方向冲击机器，与此同时使用FFT分析仪记录下加速度传感器的振动响应信号，分析仪上显示的振动峰值所在的频率，即是传感器所安装方向上的自振频率。此试验要在不同的位置进行，同时在三方向上都做，尽可能多地查明存在的自振频率。

启停机试验

将加速度传感器安装在待测部件上，为了识别自振频率，通常是绘制波特图，在停机过程中，同时测量1X转速振动的幅值和相位，在固有频率转速下将发生90°的相位移以及振动幅值的显著增大。随着转速的不断降低，振动相位将进一步发生90°的移动，当机器的转速降低通过固有频率后总振动相位移动了°，振幅随之降低。

波特图中右侧的峰值不是自振频率，因为在这个转速下没有发生90°的相位移，而在左侧的峰值是自振频率，因为在这转速下发生了90°的相位移，随着转速的下降直至相位移动°

机器启机和停机过程中，振动幅值和相位

机器从RPM停机，通过两个共振区：

过rpm时，振幅从仅0.13mil增大到0.87mil，然后再次下降到0.13mil

过rpm时，幅值增大到0.60mil，最后振幅再次减小，直到停车为止

如果该机器从0到rpm，或从到rpm，或从到rpm运转，则很平稳。然而，如果该机器从约到rpm，或从到rpm运转，则会出现严重的共振放大。

当机器共振时，振动相位变化90度，转速通过共振点，相位度。

转子通过共振的响应

转子重点(实际不平衡位置)相对于其高点(转子最大挠曲点)奇特的相互关系。

在A区域中，刚性控制动态阻力，重点与高点之间无相位差。即在通过重点的瞬间位移最大。不平衡振动响应也随着转速的平方增大。

高于、低于和处在转子共振频率时，振动

进入B区域时，阻尼使轴振动高点滞后于轴的重点一定的角度。当转子第一阶临界转速共振时，重点超前高点90度，限制振动响应的唯一参数就是阻尼值。

高于、低于和处在转子共振频率时，振动

进入C区时，相位滞后继续变化，在完全通过共振时接近度。这时，意味着高点(转子挠曲最大点)滞后于重点18O度。

动态阻力主要由质量控制，弹簧刚度或者阻尼几乎没有施加阻力，转子系统几乎成为纯的质量响应。

在C区域内远离第一阶临界转速处(并远在第二阶临界转速区域之前)，即使离心力(Fc)继续随转速的平方增加，而振动位移几乎不变。其原因就是质量与加速度的乘积(mω2，ω=2πf／60)控制着c区域内的振动阻力。因此，即使离心力随转速平方增大，振动的动力阻力似乎也随转速的平方增大，抵消离心力，最终导致振动位移接近常数。

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