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解决方案

量级与斜率不匹配,怎么办?

发布日期: 2025-04-23

        产品在振动测试之前,用户根据试验条件设置对应的谱图和计划表,以保证产品接受相应量级的振动激励。在设置随机谱图的过程中,如果设置不当,可能会提示“量级与斜率不匹配”,那么如何解决这个问题呢?

 

PART 1  量级与斜率的含义

 

        想要弄清楚这个问题,我们需要了解量级与斜率的含义。在随机测试模块中,谱图设置的量级就是加速度谱密度的大小,其单位一般为g2/Hz或者m/s22/Hz

        而斜率的含义则相对复杂一些。我们以下面的试验条件为例,图1为试验条件的谱形,图2为谱图设置的表格数据。

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        在图2的表格中,我们可以看到,除了频率和加速度谱密度的设置,还设置了斜率。那么斜率什么意思呢?

        我们可以从它的单位来分析,这里斜率的单位是dB/Oct,dB表示的是两个频率点对应量级的倍数关系,Oct就是两个频率点之间的倍频程。

        当试验量级是g2/Hz、(m/s22/Hz时,dB=10log(A2/A1);而Oct=log2(F2/F1)。勾选计算交越点,我们可以代入量级和频率验证一下斜率。

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        dB=10log(A2/A1)=10log(0.04/0.01) =6,Oct=log2(F2/F1)=log2(80/20)=2;

        dB/Oct=6/2=3,所以20Hz和80Hz之间的斜率是3dB/Oct。

        那么两个频率之间的斜率是3,为什么20Hz是右斜率,80Hz是左斜率呢?其实这个问题很好理解,我们可以看图1的谱形。可以看到在20Hz和80Hz之间这一段,20Hz的左侧是没有数据的,数据都在其右侧,所以是右斜率;而20Hz和80Hz之间这一段的数据都在80Hz的左侧,所以80Hz是左斜率。同样的道理,350Hz和2000Hz那里分别是右斜率和左斜率。

        还有一个斜率正负的问题,从图形上看,量级往上走就是正斜率,量级往下走就是负斜率。从公式dB=10log(A2/A1) 也可以分析出来,量级上升,dB值是正数,量级下降,dB值是负数;而Oct始终是正数,所以量级上升,斜率为正,量级下降,斜率为负。

 

PART 2  随机设置示例

 

示例1:

        GJB360B中,随机振动试验条件1(A-K)的谱形如图所示。

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        随机振动试验条件1(A-K)的量值如图所示。

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        现设置试验条件D,如图所示:

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        简单说明一下:从谱形上看,可以看出50Hz和100Hz之间的斜率是6,100Hz和1000Hz之间是平直谱(量值恒定,可从表214-1中读取),1000Hz和2000Hz之间的斜率是-6。

        如果1000Hz的右斜率设置成左斜率了,则会提示“100Hz,1000Hz之间量级与斜率不匹配”。因为100Hz,1000Hz之间是平直段,对于1000Hz而言,其左斜率为0,设置-6斜率显然就不对了。

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示例2:

        根据GB-T 28046.3-2011 4.1.2.5的试验要求,试验件在每个轴向的试验持续时间为8小时。加速度均方根值为107.3m/s2。自功率谱密度和频率如下图表所示。

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        现设置试验条件,如图所示:

 

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        因为该试验条件不涉及斜率,所以左斜率和右斜率都不需要设置,只需根据表格设置频率和自功率谱密度值即可

 

示例3

        某随机试验的谱形如图所示。

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        在设置这个谱形的时候,很多用户会按下图设置:

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        这个时候软件就会弹出下面提示:

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        问题出在哪儿呢?提示量级与斜率不匹配,也就是说15Hz和300Hz的量级和4dB/Oct的斜率是不匹配的。我们看给的谱形,15Hz和300Hz之间并不是直接以4dB/Oct的斜率上升的,而是先平直一段再4dB/Oct的斜率上升。也就是说上面的设置少了平直那一段的设置。

        如何设置呢?其实很简单,在15Hz那行设置右斜率0即可。斜率0就表示平直。

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        点击“计算交越点”,可以看到15Hz到131.236Hz之间是平直的,然后131.236Hz再以4dB/Oct的斜率上升到300Hz。这个趋势和谱形是一致的。

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        查看设置出来的谱形,和试验条件给的谱形是一致的。

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