沖擊響應譜分析(SRS)是任意瞬態加速度輸入的圖形表示,例如單次自由度(SDOF)系統(如彈簧上的質量)如何響應該輸入的沖擊。實際上,它顯示了無限數量的SDOF的峰值加速度響應,每個SDOF具有不同的固有頻率。 加速度響應幅度在垂直軸上表示,任何給定的SDOF的固有頻率都顯示在水平軸上。
使用以下過程從沖擊波形產生SRS:
- 選擇SRS的阻尼比;
- 假設一個假設的自由度單系統(SDOF),其阻尼固有頻率為x Hz;
- 在(或之后)暴露于相關震動期間的任何時間,計算(通過時基模擬或更微妙的)您的SDOF的質量元素所經歷的最大瞬時絕對加速度。將它放在g(g是標準的,但是選擇你想要的任何加速單位)與假設系統的頻率(x);
- 對于X的其他值重復步驟2和3,例如對數高達1000x。
峰值加速度與測試系統頻率的結果圖稱為沖擊響應譜或SRS。該過程可以在下圖中描述:
用于計算SRS的多自由度系統模型的圖示
SDOF機械系統由以下組件組成:
- 質量,其值用變量M表示
- 彈簧,其剛度用變量K表示
- 阻尼系數,用變量C表示的阻尼器
諧振頻率,Fi和臨界阻尼因子,表征SDOF系統,其中:
對于小于或等于0.05的光阻尼比,頻率響應的峰值發生在緊鄰附近,并由下式給出,其中Q是品質因子:
任何瞬態波形都可以表示為SRS,但關系不是唯一的; 許多不同的瞬態波形可以產生相同的SRS(可以通過稱為“震動合成”的過程利用一些東西)。SRS不包含有關其創建的瞬態波形的所有信息,因為它僅跟蹤峰值瞬時加速度。
不同的阻尼比對于相同的沖擊波形產生不同的SRS。零阻尼將產生最大響應。非常高的阻尼產生非常平坦的SRS。阻尼水平由“質量因子”Q證明,也可以考慮正弦振動情況下的傳遞性。5%的阻尼比導致Q為10.如果沒有指定假定的Q值或阻尼比值,則SRS圖是不完整的。
SRS音箱的頻率間距
通常SRS頻譜由以對數頻率均勻分布的多個分組組成。頻率分布可以由兩個數字定義:參考頻率和分數倍頻程數,如1/1,1/3或1/6。
倍頻程是倍頻。例如,頻率為250Hz和500Hz的頻率是1kHz和2kHz。
全倍頻程濾波器形狀
比例帶寬屬性將以對數標度均勻地劃分頻率信息。它在分析各種自然系統方面非常有用。例如,人類對噪聲和振動的響應是非常非線性的,許多機械系統具有通過比例帶寬分析最佳特征的行為。
為了獲得更好的頻率分辨率,頻率范圍可以分為比例帶寬,它們是倍頻程的一小部分。例如,使用1/3倍頻程間隔,每個倍頻程有3個SDOF濾波器。一般來說,對于1 / N分數倍頻程,每倍頻程有N個帶通濾波器,使得:
其中1 / N稱為分數倍頻程數,參考頻率只是任何頻率。SDOF濾波器的所有其他中心頻率參考該頻率。當參考頻率和分數倍頻程數固定時,確定整個頻率范圍內的頻率分布。
SRS測量物理量
CoCo-80X 動態信號分析儀的 SRS測試可用的測量物理量是:每個通道的時間流(原始數據),塊捕獲的時間信號和每個通道的三個SRS。
- Time streams(時間流): 這與CoCo上的任何其他應用程序相同。時間流始終可用于查看和錄制。觀察輸入信號是否在有效范圍內是非常有用的工具。記錄的正弦波可用于進一步的后處理。在CoCo中,時間流通常表示為ch1,ch2等。
- Block time signals(塊時間信號): 這些是用于SRS分析的塊捕獲信號。 采集模式將控制塊時間信號的采集方式。
- SRS: 每個塊時間信號將計算震動響應光譜。頻譜的工程單位由輸入通道使用的傳感器決定。在CoCo-80X中,光譜通常表示為三種類型:Maximum Positive spectrum(最大正光譜); Maximum Positive spectrum(最大正譜)和Maximum-Maximum spectrum(最大-最大譜)。
- Maximum Positive Spectrum(最大正譜):這是由于瞬態輸入引起的最大的正響應,不參考輸入的持續時間。
- Maximum Negative Spectrum(最大負頻譜):這是由于瞬態輸入引起的最大的負響應,而不考慮輸入的持續時間。
- Maximax Spectrum(最大光譜): 這是正和負光譜的絕對值的出色。它是最常用的SRS類型。對數字Maximax是普遍接受的SRS演示格式。
其他常見的SRS措施包括所謂的Primiary SRS(主SRS),Residue SRS(殘差SRS)和Composite SRS(復合SRS)。CoCo-80X只計算復合SRS。