摘要
针对大型基建设备工作时产生的振动对周围建筑和环境的影响，设计了利用磁悬浮技术进行振动测量系统。建立了振子的动力学方程，证明了磁悬浮技术可实现绝对振动测量。对磁悬浮技术振动测量系统的自振和外加振动仿真及功率谱进行了分析。并实测了大型设备工作时产生的振动，得到其振动主频为5Hz左右的低频分量。分析表明，利用磁悬浮技术测振易于实现绝对式低频振动测量且灵敏度高。
Abstract
In order to study the effects of vibrations generated by large infrastructural equipments on surrounding buildings and environment,a vibration measurement system was designed using the magnetic levitation technology(MLT).The vibration system dynamic equation was established.It was proved that the magnetic levitation technology can be used to realize the absolute vibration measurement.The natural vibration and forced vibration of the vibration measurement system using MLT were analyzed using simulations and the power spectralanalysis.When the large infrastructure equipments work,the vibrations of surrounding buildings were measured with the system designed.The results showed that the main vibration frequency components measured are the lower frequency components of about 5 Hz; the proposed method is easy to realize the absolute low-frequency vibration measurements and has a higher sensitivity.
关键词
绝对振动测量 /
磁悬浮技术 /
动力学方程 /
功率谱分析
{{custom_keyword}} /
Key words
absolute vibration measurement /
magnetic levitation technology(MLT) /
dynamic equation /
power spectral analysis
{{custom_keyword}} /
江 东, 单薏，刘绪坤，王德玉.
基于磁悬浮技术建筑物振动测量研究[J]. 振动与冲击, 2017, 36(7): 130-135
JIANG Dong,SHAN Yi,LIU Xukun,WANG Deyu.
Vibration measurement of a building based on magnetic levitation technology[J]. Journal of Vibration and Shock, 2017, 36(7): 130-135
{{custom_sec.title}}
{{custom_sec.title}}
{{custom_sec.content}}
参考文献
[1] 张维，赵晶．次声波及次声波武器的研究[J]．硅谷，2011，13(7)：60-60．
Zhang Wei，Zhao Jing．Research on infrasound and infrasound weapons[J]．Silicon Valley，2011，13(7)：60-60．
[2] 王卫国，张双德，孙旸，等．次声的医学危害与防护[J]．中国急救复苏与灾害医学杂志，2010，5(5)：464-466．
Wang Wei-guo，Zhang Shuang-de，Sun Yang，et al．Infrasound medical harm and protection[J]．China Journal of Emergency Resuscitation and Disaster Medicine，2010，5(5)：464-466．
[3] 罗鹏晖，郭新峰．次声波的危害及其应用[J]．重庆科技学院（自然科学版），2008，5(5)：165-166．
Luo Peng-hui，Guo Xin-feng．Hazards and its application on infrasound[J]．Journal of Chongqing University of Science and Technology(Natrural Sciences)，2008，5(5)：165-166．
[4] 国云鹏，宋桂秋．基于高速铁路随机振动环境对人体腰椎影响的人机工程座椅设计[J]．中国机械工程，2015， (3)：389-393．
Guo Yun-peng Song Gui-qiu．Ergonomic seat design based on high-speed rail random vibration environment effects on human lumbar[J]．China Mechanical Engineering，2015， (3)：389-393．
[5] 赵斌，杨彪，李明文，等．车站结构型式对地铁诱发环境振动的影响分析[J]．振动与冲击，2015，34(7)：115—120．
ZHAO Bin，YANG Biao，LI Ming-wen，et al．Investigation on influences of metro station structures on environmental vibration induced by railway traffic[J]．Journal of Vibration and Shock，2015，34(7)：115—120
[6] 李红，王拓宇，郑世强．基于算法的磁悬浮电机拖动系统多频率振动控制方法与实验研究[J]．哈尔滨理工大学学报，2015，20（2）：28-34．
LI Hong， WANG Tuo-yu．ZHENG Shi-qiang． Research on multi-frequency vibration of magnetically suspended High-Speed Motor based on FxLMS algorithm[J]．Journal of Harbin University of Science and Technology，2015，20（2）：28-34．
[7] 凌育洪，皇甫婵媛，吴景壮，等．振动激励下地铁沿线建筑物振动测试与数值分析[J]．华南理工大学学报（自然科学版），2015，(2)：33-40．
Ling Yu-hong，Huangfu Chan-yuan，Wu Jing-zhuang，et al．Test and numerical analysis of subway-induced vibrations of metro-line nearby buildings[J]．Journal of South China University of Technology（Natural Science Edition），2015，(2)：33-40．
[8] 郑国琛，祁皑．地铁运行引起的建筑物振动响应预测[J]．噪声与振动控制，2015，(1)：176-181．
Zheng Guo-chen，Qi Ai．Prediction of vibration response of buildings induced by subway operations[J]．Noise and Vibration Control，2015，(1)：176-181．
[9] 方源，章桐，陈霏霏，等．多源激励对电动车动力总成振动特性的影响分析[J]．振动与冲击，2015，34(8)：55—70．
FANG Yuan，ZHANG Tong，CHEN Fei-fei，et al．Effects of multiple excitation on vibration characteristics of an electric powertrain[J]．Journal of Vibration and Shock，2015，34(8)：55—70．
[10] JIANG Dong，SHAN Yi，WANG De-yu，et al. Research on magnetic levitation absolute vibration measurement method in vehicles[J]. Instrumentation，2014，1(2)：38-49.J
[11] 臧利国，赵又群，姜成，等．机械弹性车轮径向刚度特性及影响因素研究[J]．振动与冲击，2015，34(8)：181—186，218．
ZANG Li-guo，ZHAO You-qun，JIANG Cheng，et al．Mechanical elastic wheel’s radial stiffness characteristics and their influencing factors[J]．Journal of Vibration and Shock，2015，34(8)：181—186，218．
[12] 杨猛，徐新喜，段德光，等．履带急救车非线性减振系统动态性能优化[J]．振动与冲击，2015，34(5)：168—173．
YANG Meng，XU Xin-xi，DUAN De-guang，et al．Dynamic performance optimization of a tracked ambulance nonlinear vibration-reduction system[J]．Journal of Vibration and Shock，2015，34(5)：168—173．
[13] 江东，高颖，杨嘉祥．磁悬浮效应检振系统设计[J].电机与控制学报，2008，12(3) ：343-347．
JIANG Dong，GAO Ying，YANG Jia-xiang．Vibration Measuring principle and system based on magnetic levitation effect[J]．Electric Machines and Control，2008，12(3) ：343-347．
[14] 江东，杨嘉祥．基于磁悬浮效应的三维振动测量[J]. 仪器仪表，2011，32 (3)：557-562．
JIANG Dong，YANG Jia-xiang．Three-dimensional vibration measurement based on magnetic levitation effect[J]．Chinese Journal of Scientific Instrument, 2011，32 (3)：557-562．
[15] E．H．Hajjaji and M．Ouladsine．Modeling and Nonlinear Control of Magnetic Levitation Systems[J]．IEEE Trans on Industrial Electronics，2001，48(4)：831—838．
[16] Josifovska．S．The Father of Labview[J]．IEEE Tran. on IEEE Review，2003，49(9)：30—33．
[17] 刘延柱，陈文良，陈立群．振动力学[M]．北京：高等教育出版社，2006．
[18] 刘旭红．测测最低的振动频率[J]．中国计量，2012，(8)：13—14．
LIU Xu-hong．Low frequency vibration measurements[J]．China Metrology，2012，(8)：13—14．
[19] 任建新，杜亚宁，杨星辉，等．实用的MEMS惯性器件外场标定方法[J]．传感器与微系统，2014，33(6)：27—29．
REN Jian-xin，DU Ya-ning，YANG Xing-hui，et al．Outfield calibration method for practical MEMS inertial device[J]．Transducer and Microsystem Technologies，2014，33(6)：27-30．
{{custom_fnGroup.title_cn}}
脚注
{{custom_fn.content}}
PDF(1487 KB)
