用 Matlab 研究半功率带宽法
李 彤 ,宋冬冬
(
华东理工大学 机械与动力学院 ,承压系统安全科学教育部重点实验室 ,上海 200237
)
摘 要 : 随着科学技术和生产力的不断发展 ,测试任务日趋复杂与完善 ,在工程振动中阻尼比的测试分析越
来越深入 ,对阻尼比稳定性和精度要求也越来越高。大多数分析测试是基于半功率带宽法。文章通过用
Matlab 对半功率带宽法的结果进行分析 ,对半功率带宽法的特点、适用范围及影响因素进行探讨 ,得出了合
理的结论及求精确值的方法。
关键词 :阻尼比 ;半功率带宽法 ;Matlab
中图分类号 : TP39 文献标识码 : B 文章编号 : 100224956
(
2009
)
012 00922 03
Research on the half2power bandwidth method based on Matlab
Li Tong , Song Dongdong
(
School of Mechanical and Power Engineering , East China University of Science and Technology , Key Labora2
tory of Loading Pressure Safety Science , Ministry of Education , Shanghai 200237 , China
)
Abstract : Along with the unceasing technology and productivity development , testing task is more complex and
perfect ; the damping ratio test analysis is deeper and deeper in the engineering project. The requirement for
the stability and the precision is higher than before ; the majority of analysis calculation are based on the half2
power bandwidth method. With the help of Matlab , the results of the half2power bandwidth method are ana2
lyzed , and its characteristic and the applicable scope and the influence factor are studied. A reasonable conclu2
sion is made. An accurate solution is put forward.
Key words : damping ratio ; half2power bandwidth method ; Matlab
收稿日期 :20082 032 18
作者简介 :李彤
(
1962 —
)
,女 ,浙江省绍兴市人 ,博士 ,讲师 ,主要从事力
学教学研究工作
基金项目 :上海市重点学科建设项目资助
(
B503
)
.
在系统动态设计中 ,结构的动力性能决定于三大
要素 :质量、刚度和阻尼。阻尼是一种物理效应 ,它广
泛地存在于各种日常事物中 ,阻碍着物体相对运动 ,并
把运动能量转变为热能或其他形式的能量。由于系统
阻尼与系统振动特性、噪声辐射有密切的关系 ,所以 ,
阻尼的形式与大小对系统的动态性能有直接的影响 ,
是评价系统动态特性的主要指标。
阻尼减振器是在主、被振动系统中加入以空气、
油、弹簧等为介质的减振系统 ,在主动控制、减振降噪
和系统结构设计中 ,能够降低噪声、减少振动危害、保
护环境和结构 ,应用十分广泛 ,其性能好坏直接影响减
振效果。衡量减震器工作范围、评价减振性能的关键
一点就是减震器的阻尼特性。
测量材料和结构阻尼的方法包括自由衰减法、输
入功率法、半功率带宽法、幅频曲线法、传播衰减法等
多种方法。通过试验模态测试也可获得阻尼信息。尽
管测试手段越来越多 ,由于在实际工作中 ,受边界条
件、测试方法及手段的限制 ,要正确测量系统的阻尼还
有一定的困难。目前 ,对阻尼的精确测量和计算国内
外尚无标准 ,一直是关注热点。
1 半功率带宽公式
阻尼振动系统的阻尼特性可以在激发振动后 ,测
定其共振频率曲线 ,用半功率带宽法求得 ,另一种方法
是振动系统在共振激发状态下 ,停止外激发力而任其
自然衰减来测定。
系统发生激烈的振动不仅在共振处 ,而且是在共
振点附近的一个区域内 ,这个区域称为共振区。定义
系统的振幅放大系数
β
下降到最大值的 1/ 2 所对应
的频带宽度为共振区。振幅放大系数
β
的最大值是品
质因子 Q ,对应的频率为 g = 1 ,即共振点。共振区的
两端点的振幅放大系数是 Q/ 2 ,它们恰好是共振点所
具有的最大功率的一半 ,称它们为半功率点。半功率
点对应的频率可由下式来确定。
ISSN 1002 - 4956
CN11 - 2034/ T
实 验 技 术 与 管 理
Experimental Technology and Management
第 26 卷 第 1 期 2009 年 1 月
Vol. 26 No. 1 Jan. 2009
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