模型试验单孔爆破振动信号时频分析

以地下工程常见的直墙半圆拱形硐室为原型,借助胶结砂相似材料开展单孔爆破相似模型试验,并监测爆破过程中相似模型试件顶面的爆破振动信号,随后采用HHT法对3个方向爆破振动信号的时频特征进行分析。爆破振动监测表明,在3个方向爆破振动信号中,竖向爆破振动峰值最大,水平径向次之,水平切向最小。3个方向爆破振动信号IMF分量能量分布表明,爆破振动信号优势能量集中分布于主振频率所在的几个IMF分量。HHT分析表明,3个方向爆破振动信号集中分布在0.03~0.07 s时域内;爆破振动信号频域成分丰富,但其在频域内分布不均匀;对于水平径向,爆破振动信号集中分布在111~312 Hz频域内;水平切向集中分布在171~323 Hz频域内;竖向则集中分布在128~209 Hz频域内。     

交流接触器运行噪声的在线测量实验

首先通过大量的交流接触器样本实验,在标准消声室中分别使用传声器、加速度传感器和声级计提取振动噪声信号;然后,采用零阶声源模型构建交流接触器的标准声辐射指数信息库,并对标准声辐射指数信息库修正;最后,通过测振法开发交流接触器运行噪声在线测量系统.测试结果表明:基于测振法在线测量系统和声级计测量结果误差为±1.5dB,重复性误差为±1dB,测量结果不受背景噪声影响.     

土岩复合地层条件下爆破振速衰减模型优选

随着城市化进程的加快,地下工程建设日益增多,爆破施工是较常见的一种施工工法,对周围建筑物和已有线路的影响较大.爆破药量、爆心距和高程差等因素的不同都会使爆破振速产生较大的差异,造成不可挽回的影响.为了优选更合理的爆破振速衰减模型对预测爆破振动效应,以青岛地铁某线施工为背景,采用多段爆破的爆破方式,设置多个监测点记录爆破振速,对比分析不同爆破振速预测模型效果和适用性,并在此基础上进行模型优化.结果表明:爆破振动在地面传播过程中空洞效应的影响较大;爆破振动效应是多种因素综合作用的结果,模型涉及因素越多,则爆破振速预测模型的结果与实测值越接近;根据空洞效应建立的分段预测模型能有效地预测爆破振动在地面的衰减规律,可被类似工程借鉴.面对复杂的爆破施工场地,应根据条件进行爆破振速衰减模型的选择.     

振动板声辐射模态伴随系数的测量

以工程常见四端位移为零的振动板为例，提出一种新的压电式传感器的设计方法测量第一阶声辐射模态伴随系数．利用特定形状的PYDF（Polyvinylidene fluoride聚偏氟乙烯）薄膜作为误差传感器，使PVDF输出信号为所需要的第一阶声辐射模态伴随系数．结果表明PVDF传感器不仅适用四边简支，四边固定以及介于两者之间的边界条件板结构，而且所设计的PVDF形状作为误差传感器对振动结构表面振速分布变化十分敏感．试验数据表明利用PVDF传感器测量振动结构第一阶声辐射模态伴随系数是可行的。     

数字光栅测振传感器性能分析与测试

为完善光栅测振传感器的性能,将光栅莫尔条纹技术应用到振动测量,在完成光栅测振传感器原理性实验的基础上,进行了理论分析,并就其特性进行了实验研究.通过构建高精度光栅传感器测试系统,对传感器的静动态特性进行深入研究,并建立了动态模型.实验证明,光栅测振传感器分辨力可达0.025μm,动态频率误差小于1.5%,振幅误差小于3.8%.     

爆破振动效应对建筑物影响的若干问题探讨

围绕爆破振动对相邻建筑的影响,从房屋受损评估、爆破振动的传感器选择、爆源远近对地震效应的影响、正确的传感器布置方式、岩体特性对爆破振动的影响和爆破危害等方面入手,介绍了在鉴定房屋及爆破振动测试过程中出现的一些常见问题,旨在对减小爆破振动效应、避免相临建筑造成影响以及正确建立爆破振动测试参数等提供参考。     

磁座对压电式加速度传感器安装传递系数的影响

在井眼碰撞预警地面监测中,安装于邻井套管头的压电式加速度传感器采用磁座安装方式,针对磁座安装对信号传递效果的影响,从理论分析和检测实验两方面进行了研究。首先分析了压电式加速度传感器结构原理,推导出其在磁座安装测量条件下的力学模型,基于模型计算得到不同信号频率下的理论安装传递系数,然后通过传感器磁座安装振动台检测实验,获得安装传递系数实验值。对比分析实验结果与理论计算结果之间的误差及误差存在的原因,在此基础上引入安装传递系数的修正系数,最后提出由传感器测量值计算套管头振动输入量的方法,能够克服磁座安装对信号传递的影响,进而提高井眼碰撞的监测精度。     

多梁结构压阻式测振加速度传感器

为满足制造装备智能化发展对测振传感器的需求,针对常见加速度传感器在性能、成本和微型化上的不足,研制了一种基于微机电系统技术的多梁结构压阻式加速度传感器.通过将2根短小敏感梁引入传统双桥结构的方式,在提升固有频率的同时,保证了传感器仍具有较高的测量灵敏度.利用敏感梁上的最大应力和结构固有频率相乘的结果作为性能评价标准,结合梁变形理论和实际工艺条件确定了传感器的结构尺寸.采用硅材料刻蚀、硼离子注入、溅射金属铝及阳极键合等工艺,制作了传感器芯片.实验结果表明,所研制的加速度传感器能够准确测量不同频率下的加速度信号,在每g下的灵敏度达到了0.544 mV,满量程精度达到了1.76％,固有频率达到了13.61 kHz,相对于双桥结构传感器,其综合性能提升了近85％.     

磁座对压电式加速度传感器安装传递系数的影响研究

在井眼碰撞预警地面监测中,安装于邻井套管头的压电式加速度传感器采用磁座安装方式,针对磁座安装对信号传递效果的影响,从理论分析和检测实验两方面进行了研究。首先分析了压电式加速度传感器结构原理,推导出其在磁座安装测量条件下的力学模型,基于模型计算得到不同信号频率下的理论安装传递系数,然后通过传感器磁座安装振动台检测实验,获得安装传递系数实验值。对比分析实验结果与理论计算结果之间的误差及误差存在的原因,在此基础上引入安装传递系数的修正系数,最后提出由传感器测量值计算套管头振动输入量的方法,能够克服磁座安装对信号传递的影响,进而提高井眼碰撞的监测精度。     

扭振测试误差及其校正方法研究

扭振测量对旋转机械故障监测与诊断有重要意义。为测量扭振，在轴的两端安装具有等转角间隔的码盘。测量等分转角经过的时间间隔，可以得到扭振的信息。由于码盘和转轴不同心和在用联轴节联接码盘和轴端时其转速比变动，扭振测量结果会有误差。本文提出用计算结合在低速运转下的测量来进行校正和补偿的方法。还需要在测扭振传感器获得的振动信号中把横振引起的信号分离出去。研制了相应的软件。采用上述方法测量精度将得到改善。     

隧道爆破振动与机车振动信号时频特征差异化分析

采用频率切片小波变换对复线新建隧道爆破振动与既有隧道机车振动信号进行了分析。在获取两种信号波形和频谱曲线的基础上,利用FSWT对两种信号进行了时频分析。然后根据其逆变换能切割任意频率区间的特点,对两种信号进行子频带划分并得到重构信号;并对两类信号不同的能量分布特性进行了对比研究。研究结果表明:爆破振动信号和机车振动信号的能量主要都分布于200 Hz区域内;在0~100 Hz范围内,机车振动信号所占能量相对较大;100 Hz以上频率区域,爆破振动信号所占能量比例更大。爆破振动信号相对于机车振动信号而言,属于更加高宽频的非平稳随机振动。     

基于CEEMD的爆破振动信号自适应去噪

针对爆破振动信号短时、突变的特点,提出了基于CEEMD的爆破振动信号自适应降噪方法。为解决信噪分量分界点的判定问题,该方法提出依据CEEMD分解得到的噪声分量和有用信号分量自相关函数的波峰宽度特性自适应地判定信噪分量的分界点的方法。对IMF分量消噪阈值函数进行了改进,新阈值函数具有连续和高阶可导性。实验分析表明:采用新阈值函数的CEEMD自适应去噪方法能够有效地去除实测爆破振动信号中夹杂的噪声,并且很好地保留了爆破振动信号的突变细节,去噪效果良好。     

爆破振动信号时频特征的微差时间效应

基于平滑伪Wigner-Ville分布信号重排(RSPWVD),用matlab5.6编写的振动信号处理软件,并在海钢北一采场就微差间隔时间对爆破振动的影响进行试验的基础上,研究了振动信号时频特征的微差时间效应.基于平滑伪Wigner-Ville分布信号重排能全面反映爆破振动信号的时频特征,具有良好的聚集性.采用BC-6型微差起爆器起爆瞬发雷管消除了微差雷管时间漂移带来的误差.将测试获得的不同微差时间条件下的爆破振动波形进行重排,获得了相应条件下的爆破振动时频特征.研究表明,微差时间对爆破振动信号的时频特征影响很大,延迟时间的长短直接影响到整个爆破振动信号主频率及其持续时间.图2,表1,参11.     

基于电反馈自激振动的圆柱壳固有频率测量方法

振动按激励类型分为自由振动、强迫振动、自激振动和参数振动。目前固有频率测量的两种方法:敲击法和扫频法分别基于自由振动和强迫振动的原理。提出基于自激振动的原理测量圆柱壳的固有频率与模态的方法。此处的自激振动是基于电信号反馈激励,从而导致圆柱壳的自激振动;而非普遍被研究的摩擦导致的自激振动或线的风激振。将其命名为电反馈自激振动法,通过该方法对一个圆柱不锈钢钢管的模态与响应幅度-激励频率曲线的测量。与敲击法、扫频法和ANSYS仿真分析的结果进行对比,证明了该方法测量固有频率及模态的可行性;并得到自激振动时的振型分布及稳定激振的频率与传感器的位置有关的结论。该方法相比敲击法和扫频法具有测量设备简单、测量快速的优点。     

爆破拆除高大建筑物产生的震动危害与减震方法

论述了爆破拆除城市高大建筑物时产生的震动危害及我国目前预测爆破震动对建筑物破坏的安全判据，根据研究资料和几个典型的A级定向爆破工程地震动实测结果，总结了爆破拆除城市高大建筑物时地震动的特点：即高大建筑物倒塌触地产生的震动振速高、频率低、作用时间长，其危害大于爆破震动；爆破震动与天然地震的作用特点不同，不能按天然地震的烈度概念来分析处理。并探讨了减小单响爆震、分散释放爆炸能量、分段折叠倒塌、铺垫缓冲层、截波防震等减震方法的减震原理和具体方法。     

涡街流量信号中管道振动噪声的分析与处理

研究了获取管道振动噪声干扰特征的方法,介绍了基于加速度传感器的管道振动信号的采集.结合涡街流量信号和管道振动信号的频谱分析结果,指出了管道振动信号频率与涡街流量信号的主要干扰分量频率直接相关.研究表明,可通过获取管道振动加速度信号特征,来间接获得涡街流量信号中最主要噪声的频率特征.基于这一研究结论,以管道振动信号的特征信息为参考输入,验证了通过自适应滤波对涡街流量信号中振动噪声的滤波方法.     

工程振动信号微积分敏感性及其应用研究

工程施工监测中常常需要监测振动速度信号或振动加速度信号,振动速度信号和振动加速度信号的频谱特性差别很大,进而影响后续分析.本文采用傅立叶变换的时域微积分性来分析工程振动信号频谱的微积分敏感性,并通过拉普拉斯变换求取结构振动傅立叶谱,自功率谱,频响函数,并分析它们微积分敏感性.通过频响函数分析了其微分敏感性的物理意义.通过对背景工程中高层建筑实测自然激励的振动信号,验证了频谱微积分敏感性,并分析了频谱微积分敏感性对于振动信号分析的影响.研究结果表明：工程振动信号在数学上由于傅立叶变换的时域微积分性质,使得傅立叶谱峰值的频率分布具有微积分敏感性,随着振动信号微分阶次的升高,高频成分逐渐升高,低频成分逐渐降低;由不同信号的频响函数表达式,对结构动刚度、阻抗、动质量的频率分布规律进行了阐述;不同监测信号对于高、低频成分的识别精度不同,对于结构物高、阶模态的识别精度亦不同,对于高阶的频率成分的识别建议进行振动加速度信号监测,对于低阶频率的识别建议采用振动速度信号监测.     

机床频率响应测试系统的研究

论述了机床振动测试的目的、要求、动态性能参数 ,介绍了机床频率响应测试系统的结构组成 ,并对各组成部分进行了详细的分析。将互相关处理技术与数字化处理方法结合在一起 ,应用于机床测振系统的信号处理之中 ,有效地克服了噪声的干扰 ,从而使测量结果更加准确、可靠。实践证明 ,该测试系统在科研活动中具有较高的实用价值。     

带有激光振动传感器与可控阻尼器的隔振系统

研制出一个新型的有源隔振系统，它采用了光电子、计算机、机械与材料学科的新技术，实现了一定程度的智能化控制。这个系统以较为简单的机械结构实现了全频域内的最佳阻尼与无谐振峰运行，显著地改善了传统无源减振器的隔振效果。     

爆破振动频率影响因素分析

为了分析影响爆破振动频率的各个因素，为结构物爆破振动安全评价提供可推依据。通过现场爆破振动测试，结合实际分析了频率在爆破振动中的作用，并分析了结构物爆破振动响应的频谱特性，发现爆炸能量、起爆段数、距离以及传播介质对爆破振动频率都有不同程度的影响。通过对爆破振动频率影响因素的分析，指出在爆破振动的测试分析中应充分注意到爆破条件和测试条件的变化。