分方向的加速度时域显示与频域显示为什么相差太大？

feinaite

       分别用加速度传感器测量了旋转部件（冷轧机的工作辊）端部轴承座的水平方向和垂直方向的加速度信号。现将水平和垂直方向的加速度信号及其功率谱图上传作为附件。
       通过看加速度信号的时域图，当工作辊带动轴承座强烈振动时，水平方向和垂直方向的加速度振幅均能达到4.75g（g为重力加速度），加速度振幅数量级相当。
       对时域信号进行功率谱分析，发现无论水平方向还是垂直方向，在29Hz，58Hz，87Hz，116Hz等倍频处峰值大；但是对比水平方向和垂直方向的数值发现，其单位不一样，水平方向数值是m级，垂直方向数值是n级（仪器厂商说m级是毫级，n级是纳级）。
       工作辊的实际工况是：垂直方向的刚度约束远大于水平方向的刚度约束。

       我的问题是：
     （1）水平方向和垂直方向的加速度振动到底是量级相当还是相差很大？因为从时域图信号看是量级相当，但是从功率谱图（能量角度）看，相差很大，不清楚造成这种结果的原因是什么？若排除一起的错误，能有一种合理的解释吗？
     （2）若水平和垂直两个方向的加速度量级相当，能否据此判断水平和垂直两个方向的强烈振动时的位移也是量级相当的？
      
       谢谢各位指点！

yejet

1. 水平方向和垂直方向振动的耦合直接体现在频率上，从你上面的描述来说，应该是合理的
2. 至于幅值的大小两者可以认为是没有直接联系的，主要看该方向上的刚度以及模态

feinaite

yejet 发表于 2012-12-11 15:12

                               
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1. 水平方向和垂直方向振动的耦合直接体现在频率上，从你上面的描述来说，应该是合理的
2. 至于幅值的大小 ...

      针对您的第二个回答，我经过理论计算，得到前4阶振型，发现水平振动的位移远大于垂直振动的位移，都是水平振动占据主导地位。造成这个振型结果的原因，我认为正如您所说的，和该方向的刚度有关（垂直方向的刚度约束远大于水平方向刚度约束）。但是老师认为我的计算结果不太符合工作辊实际振动；且老师从加速度幅值判断，垂直方向的振动在前几阶振型中应该有所体现（不至于都是水平振动）。我现在也很困惑两个方向的加速度幅值为和相当？
    针对您的第一个回答“水平方向和垂直方向振动的耦合直接体现在频率上”。1）频率和该方向上的刚度约束有关系吗？毕竟两个方向的刚度约束还是不一样的，还是说耦合的话，频率就是一样的；2）耦合可不可以体现为：前几阶振型图中，位移（线位移）在两个方向上的数值相当？
    谢谢指点，是否有耦合方面的书籍或者文章供参考，谢谢！

yejet

feinaite 发表于 2012-12-11 20:32

                               
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针对您的第二个回答，我经过理论计算，得到前4阶振型，发现水平振动的位移远大于垂直振动的位移，都 ...

感觉你的功率谱有问题
不知道你的数据的历程
是恒定载荷下的吗？还是变转速过程中的
功率谱是根据那段数据来的？全部数据？

feinaite

yejet 发表于 2012-12-19 15:28

                               
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感觉你的功率谱有问题
不知道你的数据的历程
是恒定载荷下的吗？还是变转速过程中的

1）前一阵子有事，未能及时回复，不好意思。
2）功率谱，感觉哪里有问题？若是单位的话，我还真感觉那个出厂仪器在功率谱单位方面有问题。
3）前面有点错误，这是热轧机的振动信号（不是冷轧机），热轧机是分段轧制（冷轧机是连续轧制），因此，时域图是完整的轧制一块钢板的信号。轧制过程中，转速基本是恒定的，但是载荷是波动的，2000吨左右的轧制力，会有1%（20吨）左右的波动轧制力。
4）时域信号看，系统刚开始振动不强烈，而后强烈。功率谱是强烈振动时的信号的谱分析