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线性力激励模型 — 单自由度

旋转不平衡 SDOF 力传递校验

计算一个已记录的等效质量–弹簧–阻尼模态的峰值 1× 激励力、稳态位移和传递至支座的力。

F₀=Uω²峰值振幅参考模型 — 无验收判定

模型适用边界: 机器与基础为线性并联 K–c 支撑上的一个刚性参与质量,由 1× 处的一个相位相干旋转不平衡分量激励,相对于固定接收基座。输入必须描述同一模态和方向。该模型排除耦合/结构模态、基座或土壤柔度、频率相关特性、瞬态、非线性及验收标准。

峰值振幅 SDOF 结果

激励力 F₀,peak
无阻尼固有频率 fₙ
频率比 r
位移 X,peak
力传递率 TF
传递至支座的力 FT,peak
力衰减(负值 = 放大)

已实现的稳态模型

mẍ+cẋ+Kx=F₀cos(ωt)
ω=2πn/60  ;  F₀=Uω²
ωₙ=√(K/m)  ;  r=ω/ωₙ  ;  ζ=c/(2mωₙ)
D=√[(1−r²)²+(2ζr)²]
X=(F₀/K)/D
TF=√[1+(2ζr)²]/D  ;  FT=F₀TF

m 为组合参与质量 (kg),K 为等效刚度 (N/m),U 由 g·mm 经 10⁻⁶ 换算为 kg·m,n 为 rpm,ω 和 ωₙ 为 rad/s,X 为峰值位移振幅 (m),F₀ 和 FT 为峰值力振幅 (N)。力衰减为 (1−TF)×100%;负值明确表示放大。

来源与量纲校验

MIT OpenCourseWare, Rotating Imbalance 推导振幅为 meω² 的谐波力分量。 MIT OpenCourseWare, Vibration Isolation 推导力激励 SDOF 响应与传递力比。单位校验:F₀=(kg·m)/s²=N;F₀/K=N/(N/m)=m。

解释限制

该结果并非平衡公差、振动烈度值、基础设计或安全/不安全判定。仅输入由项目数据支持的等效质量、刚度、阻尼和不平衡量。总相位相干不平衡量 U 指产生所建模 1× 力分量的矢量等效不平衡量;无关转子或相位不得简单按标量相加。峰值振幅不得直接与 RMS 或峰峰值限值进行比较。

理想无阻尼共振

当 ζ=0 且 r=1 时,稳态传递分母为零。理想线性模型不存在有限的谐波稳态响应。计算器明确报告该奇异性;实际系统需要实测/建模的阻尼以及共振附近的瞬态分析。

©2024–2026 Vibromera

参考线性 SDOF 算术计算,非规范性动平衡校正、振动验收或基础设计计算。科学审查:2026 年 7 月。

类别

Nikolai Shelkovenko

Nikolai Shelkovenko

Nikolai Shelkovenko是一名振动分析工程师,也是Vibromera的创始人兼首席执行官。 15年多来,他一直在现场——而非在试验台上——为旋转设备进行平衡:粉碎机、工业风机、破碎机、离心机、轴和主轴。正是这些实际工作催生了Balanset系列仪器——它们被设计为一种专业人员可以随身携带到机器旁、在现场独立使用的工具,而非实验室设备。 Vibromera成立于2017年,自2023年起总部设于葡萄牙波尔图。Balanset系列产品的研发、组装与支持均在此完成。旗舰产品是Balanset-1A,一款用于单平面及双平面平衡和振动诊断的便携式分析仪。 Nikolai亲自参与客户支持工作,处理各种棘手的平衡案例,并参与软件开发。他以任何语言为全球客户提供服务。

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