【摘要】：為滿(mǎn)足裝備用橡膠減振器設(shè)計(jì)、鑒定驗(yàn)收及壽命評(píng)估對(duì)減振器在裝備振動(dòng)環(huán)境下的載荷譜的需求,詳細(xì)介紹了對(duì)實(shí)采振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理的方法,給出對(duì)預(yù)處理后的信號(hào)開(kāi)展頻譜分析和濾波處理的方法,制定了對(duì)處理后的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行功率譜計(jì)算分析的思路。以實(shí)采橡膠減振器振動(dòng)加速度信號(hào)為例,編寫(xiě)Matlab實(shí)現(xiàn)程序,編制了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)室隨機(jī)振動(dòng)載荷譜。本文的研究成果對(duì)艦用橡膠減振器的壽命和可靠性研究及試驗(yàn)開(kāi)展具有一定的指導(dǎo)意義。
【圖文】：

1原始信號(hào)分析與預(yù)處理1.1實(shí)采隨機(jī)振動(dòng)信號(hào)本文分析的實(shí)采信號(hào)為某艦用回轉(zhuǎn)型機(jī)械設(shè)備隔振系統(tǒng)機(jī)角處橡膠減振器上下端的隨機(jī)振動(dòng)加速度信號(hào)。圖1中黑色圓圈內(nèi)是原始信號(hào)的奇異值及毛刺現(xiàn)象，從圖中看不出明顯的趨勢(shì)項(xiàng)。由于整個(gè)振動(dòng)信號(hào)采集系統(tǒng)線(xiàn)路繞經(jīng)柴油機(jī)、起動(dòng)機(jī)等電、磁、熱較為集中的部位,在測(cè)試過(guò)程中,這些因素會(huì)對(duì)系統(tǒng)采集的信號(hào)造成一定干擾。在開(kāi)展輸入激勵(lì)功率譜密度計(jì)算前需對(duì)所采信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理。1.2信號(hào)預(yù)處理根據(jù)原始信號(hào)特征，對(duì)其進(jìn)行去奇異值、去直流分量、平滑化去毛刺以及去趨勢(shì)項(xiàng)處理，下面介紹對(duì)原始信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理的各步驟的方法及處理結(jié)果。1.2.1去奇異值處理載荷譜信號(hào)中的奇異點(diǎn)是指信號(hào)數(shù)據(jù)的變化不符合正常變化規(guī)律發(fā)生的突變現(xiàn)象,通常奇異點(diǎn)的產(chǎn)生與信號(hào)的測(cè)量、記錄、模數(shù)轉(zhuǎn)換及傳輸過(guò)程中的干擾和偶然因素有關(guān)。通常可采用拉依達(dá)方法去除奇異值。該方法的思想是，如果某測(cè)量值與平均值之差大于標(biāo)準(zhǔn)偏差的3倍，則予以剔除，其表達(dá)式如下|xixˉ|>3Sx，(1)xˉ=1n∑ni=1xi式中：是樣本均值，是樣本標(biāo)準(zhǔn)偏差。該方法適合類(lèi)似本文原始信號(hào)的大樣本數(shù)據(jù)。其Matlab實(shí)現(xiàn)的程序段為：w=3;yichang=abs（x-mean（x））>w*std（x）;x（yichang）=[];對(duì)減振器上端和下端原始信號(hào)去奇異值處理后結(jié)果如圖2所示。1.2.2去直流分量載荷譜信號(hào)中的直流成分稱(chēng)作直流分量，去除直流分量的思路是用樣本值減去樣本均值即可。本文中減振器上端振動(dòng)信號(hào)的直流分量為1.0613E 004，下端為2.9181E 006,單位均是m/s2。1.2.3平滑化去毛刺在多路信號(hào)變化的瞬間，組合邏輯的輸出常常產(chǎn)生一些小的尖峰，即毛刺信號(hào)。平滑化去毛刺的處理方法通常是對(duì)信號(hào)進(jìn)行多次的平滑處理。

常變化規(guī)律發(fā)生的突變現(xiàn)象,通常奇異點(diǎn)的產(chǎn)生與信號(hào)的測(cè)量、記錄、模數(shù)轉(zhuǎn)換及傳輸過(guò)程中的干擾和偶然因素有關(guān)。通�？刹捎美肋_(dá)方法去除奇異值。該方法的思想是，如果某測(cè)量值與平均值之差大于標(biāo)準(zhǔn)偏差的3倍，則予以剔除，其表達(dá)式如下|xixˉ|>3Sx，(1)xˉ=1n∑ni=1xi式中：是樣本均值，是樣本標(biāo)準(zhǔn)偏差。該方法適合類(lèi)似本文原始信號(hào)的大樣本數(shù)據(jù)。其Matlab實(shí)現(xiàn)的程序段為：w=3;yichang=abs（x-mean（x））>w*std（x）;x（yichang）=[];對(duì)減振器上端和下端原始信號(hào)去奇異值處理后結(jié)果如圖2所示。1.2.2去直流分量載荷譜信號(hào)中的直流成分稱(chēng)作直流分量，去除直流分量的思路是用樣本值減去樣本均值即可。本文中減振器上端振動(dòng)信號(hào)的直流分量為1.0613E 004，下端為2.9181E 006,單位均是m/s2。1.2.3平滑化去毛刺在多路信號(hào)變化的瞬間，組合邏輯的輸出常常產(chǎn)生一些小的尖峰，即毛刺信號(hào)。平滑化去毛刺的處理方法通常是對(duì)信號(hào)進(jìn)行多次的平滑處理。對(duì)減振器上端和下端原始信號(hào)平滑化去毛刺處理后結(jié)果如圖3所示。圖3中淺色是去奇異值之后的信號(hào)，深色是平滑去毛刺后的信號(hào)。對(duì)比可見(jiàn)，上端信號(hào)經(jīng)過(guò)光滑處理后，幅值有大幅下降，這說(shuō)明光滑處理后信號(hào)失真，，所以不做光滑處理；下端信號(hào)中幅值超過(guò)0.05部分的毛刺已經(jīng)被光滑處理。1.2.4去趨勢(shì)項(xiàng)通常采集的加速度信號(hào)中含有長(zhǎng)周期趨勢(shì)項(xiàng)，在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行二次積分時(shí)得到的結(jié)果可能完全失真，因此需消除長(zhǎng)周期趨勢(shì)項(xiàng)。其Matlab實(shí)現(xiàn)方法簡(jiǎn)單，但圖1原始振動(dòng)加速度信號(hào)Fig.1Theoriginalvibrationaccelerationsignal圖2原始振動(dòng)信號(hào)去奇異值結(jié)果Fig.2Singularvaluewipingresultoftheoriginalsignal·76·艦船科學(xué)技術(shù)第39卷

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 秦四成,陳龍珠,蘇峰;振動(dòng)壓路機(jī)橡膠減振器動(dòng)態(tài)性能試驗(yàn)研究[J];工程機(jī)械;2000年01期

2 張子哲;淺論橡膠減振器的生產(chǎn)工藝[J];組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù);2004年03期

3 李木儉,李捷,李健;錐形橡膠減振器靜特性的分析研究[J];機(jī)械工藝師;2001年03期

4 黃金威;楊朋軍;于云峰;王佳民;;慣性平臺(tái)橡膠減振器彈性特性的有限元分析[J];機(jī)械設(shè)計(jì);2006年11期

5 黃祖宇;;橡膠減振器參數(shù)化有限元法優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];精密制造與自動(dòng)化;2007年01期

6 韓德寶;宋希庚;薛冬新;;橡膠減振器非線(xiàn)性動(dòng)態(tài)特性的試驗(yàn)研究[J];振動(dòng)工程學(xué)報(bào);2008年01期

7 樊文欣;楊桂通;趙俊生;李雙虎;;金屬橡膠減振器非線(xiàn)性建模及仿真研究[J];車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī);2009年05期

8 金鳴;薛前光;田立強(qiáng);宋新波;;金屬橡膠減振器振動(dòng)及沖擊特性實(shí)驗(yàn)研究[J];電子產(chǎn)品可靠性與環(huán)境試驗(yàn);2012年02期

9 寇曉陽(yáng);孟憲舉;;橡膠減振器數(shù)學(xué)建模[J];河北聯(lián)合大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2013年02期

10 方守仁,戴志國(guó);振動(dòng)的隔離及橡膠減振器在糧食工業(yè)中的應(yīng)用[J];糧食工業(yè);1982年02期

相關(guān)會(huì)議論文 前3條

1 楊朋軍;吳亞明;張?zhí)煨?王佳民;;慣性平臺(tái)橡膠減振器彈性特性的有限元分析[A];第五屆中國(guó)CAE工程分析技術(shù)年會(huì)論文集[C];2009年

2 劉佳;姚軍;;隨機(jī)振動(dòng)環(huán)境下金屬橡膠減振器的參數(shù)設(shè)計(jì)[A];2010第十五屆可靠性學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2010年

3 馬芳賢;王增華;王會(huì)利;;航空用金屬橡膠減振器研制[A];運(yùn)輸噪聲的預(yù)測(cè)與控制——2009全國(guó)環(huán)境聲學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2009年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 第海龍;某型重卡橡膠減振器優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];湖南大學(xué);2011年

2 劉茗;金屬橡膠減振器的譜響應(yīng)研究[D];南京航空航天大學(xué);2014年

3 韓廣文;橡膠減振器動(dòng)靜態(tài)性能及壽命預(yù)測(cè)研究[D];青島科技大學(xué);2016年

4 孫延奎;橡膠減振器的設(shè)計(jì)與優(yōu)化[D];青島科技大學(xué);2016年

5 樓經(jīng);一種帶橡膠減振器的攝像機(jī)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)分析[D];西安電子科技大學(xué);2011年

6 劉少謙;磁流變橡膠減振器的設(shè)計(jì)與研究[D];華僑大學(xué);2008年

7 肖然;金屬橡膠減振器的非線(xiàn)性特性研究及應(yīng)用[D];中北大學(xué);2009年

8 張瑾瑾;金屬橡膠減振器動(dòng)力學(xué)特性研究[D];太原科技大學(xué);2010年

9 張芳萍;金屬橡膠減振器的非線(xiàn)性特性研究[D];中北大學(xué);2008年

10 楊業(yè);金屬橡膠減振器理論分析及振動(dòng)特性研究與應(yīng)用[D];中北大學(xué);2011年

本文編號(hào)：2613391