VibSight 工具箱

SDOF 频响特征交互分析工具

交互标注半功率点、品质因数与共振放大倍数,把频响函数指标与曲线对应起来,适合试验数据分析入门。

参数输入(数值框)

控制面板

0.05
0.50
500.0
0.20
1.0

系统属性

Q = 1/(2ξ) = ∞
c = 2mωnξ = 0.200
fn = 1/(2π)√(k/m) = 1.000 Hz
|Y/X|max = 1.000 @ 0.00Hz
fd = fn√(1−ξ2) = 0.000Hz
|Z/X|max = 0.000 @ 0.00Hz

系统模型

基座激励系统方程:\(\displaystyle m\ddot y+c\dot y+k y=kx+c\dot x\)
传递函数(基座位移 \(x\)→质量位移 \(y\)):\(\displaystyle H(p)=\frac{Y(p)}{X(p)}=\frac{k+cp}{mp^2+cp+k}\)
极值:\(\displaystyle p=\sigma+j\omega=-\xi\omega_n+j\omega_n\sqrt{1-\xi^2}\)
谐波下 \(\displaystyle H(j\omega)=\frac{k+jc\omega}{k-m\omega^2+jc\omega}\)
\(\displaystyle \left|\frac{Y}{X}\right|=\frac{\sqrt{k^2+c^2\omega^2}}{\sqrt{(k-m\omega^2)^2+c^2\omega^2}}=\sqrt{\frac{1+(2\xi h)^2}{(1-h^2)^2+(2\xi h)^2}}\)
参数关系:\(\omega=2\pi f,\ \omega_n=2\pi f_n,\ c=2m\xi\omega_n, h=\frac{\omega}{\omega_n}\)
静态 \(\omega\to 0\):\(\displaystyle Y/X\to 1\)

相对位移响应:\(\displaystyle m\ddot z+c\dot z+k z=-m\ddot x\)
传递函数(基座激励 \(x\)→相对位移 \(z\)):\(\displaystyle H_z(p)=\frac{Z(p)}{X(p)}=\frac{-mp^2}{mp^2+cp+k}\)
极值:\(\displaystyle p=\sigma+j\omega=-\xi\omega_n+j\omega_n\sqrt{1-\xi^2}\)
谐波下 \(\displaystyle H_z(j\omega)=\frac{m\omega^2}{k-m\omega^2+jc\omega}\)
\(\displaystyle \left|\frac{Z}{X}\right|=\frac{m\omega^2}{\sqrt{(k-m\omega^2)^2+c^2\omega^2}}=\frac{h^2}{\sqrt{(1-h^2)^2+(2\xi h)^2}}\)

Interactive Base Excitation System (SDOF)

Input & Response Signal

x(t)=10·sin(2πft) mm Response y(t)

Transmissibility |Y/X| (Magnitude)

|Y/X| Current ω

Transmissibility ∠(Y/X) (Phase)

∠(Y/X) Current ω

Transfer Function Magnitude Surface

Transfer Function Phase Surface

Excitation and Relative Displacement

x(t) z(t)=y(t)-x(t)

Relative Displacement |Z/X|

|Z/X| Current ω

Relative Displacement ∠(Z/X)

∠(Z/X) Current ω

响应结果数据表(可复制)

输入数据 Input (t, x)
# t (s) x (mm)
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响应数据 Response (t, y)
# t (s) y (mm)
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频响数据 FRF (f, magnitude, phase)
# f (Hz) magnitude phase (deg)
预览 0 行
时域相对位移数据 Relative (t, z)
# t (s) z (mm)
预览 0 行
频域相对位移数据 Relative FRF (f, |Z/X|, phase)
# f (Hz) |Z/X| phase (deg)
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