Статус документа

ГОСТ Р ИСО 2041-2012 Вибрация, удар и контроль технического состояния. Термины и определения

1 Общие термины


1.1 перемещение (вибрация и удар): Переменная величина, определяющая изменение положения точки тела в заданной системе координат. Примечание 1 - Перемещение обычно определяют в системе координат с центром, связанным со средним положением движущегося тела или с положением тела в состоянии покоя. В общем случае перемещение представляют в виде вектора углового перемещения, вектора поступательного перемещения или сочетанием этих векторов. Примечание 2 - Если измерения выполняют в системе координат, отличной от исходной, то в этом случае говорят об относительном перемещении. Примечание 3 - Перемещение может представлять собой: - детерминированную функцию времени. В этом случае гармонические составляющие колебания могут быть определены через амплитуду и частоту перемещения; - случайную функцию времени. В этом случае для описания вероятностных свойств перемещения используют среднеквадратичное значение, ширину полосы частот колебаний и плотность распределения вероятностей.	en displacement, relative displacement
1.2 скорость (вибрация и удар): Производная перемещения по времени. Примечание 1 - В общем случае скорость является переменной величиной. Примечание 2 - Скорость обычно определяют в системе координат с центром, связанным со средним положением движущегося тела или с положением тела в состоянии покоя. В общем случае скорость представляют в виде вектора угловой скорости, вектора поступательной скорости или сочетанием этих векторов. Примечание 3 - Если измерения выполняют в системе координат, отличной от исходной, то в этом случае говорят об относительной скорости. Относительная скорость одной точки относительно другой есть вектор разности скоростей этих точек. Примечание 4 - Скорость может представлять собой: - детерминированную функцию времени. В этом случае гармонические составляющие колебания могут быть определены через амплитуду и частоту скорости; - случайную функцию времени. В этом случае для описания вероятностных свойств скорости используют среднеквадратичное значение, ширину полосы частот колебаний и плотность распределения вероятностей.	en velocity, relative velocity
1.3 ускорение (вибрация и удар): Производная скорости по времени. Примечание 1 - В общем случае ускорение является переменной величиной. Примечание 2 - Ускорение обычно определяют в системе координат с центром, связанным со средним положением движущегося тела или с положением тела в состоянии покоя. В общем случае ускорение представляет собой векторную сумму углового, поступательного и кориолисова ускорений. Примечание 3 - Если измерения выполняют в системе координат, отличной от исходной, то в этом случае говорят об относительном ускорении. Относительное ускорение одной точки относительно другой есть вектор разности ускорений этих точек. Примечание 4 - В случае переменного ускорения для его описания часто используют такие характеристики, как пиковое, среднее и среднеквадратичное значения. При этом должен быть определен или подразумеваться интервал времени, на котором проводят усреднение. Примечание 5 - Ускорение может представлять собой: - детерминированную функцию времени. В этом случае гармонические составляющие колебания могут быть определены через амплитуду и частоту ускорения; - случайную функцию времени. В этом случае для описания вероятностных свойств ускорения используют среднеквадратичное значение, ширину полосы частот колебаний и плотность распределения вероятности.	en acceleration, relative acceleration
1.4 стандартное ускорение свободного падения : Единица измерения ускорения, равная 9,80665 метров в секунду в квадрате (9,80665 м/с). Примечание 1 - Данное значение ускорения принято Международной службой мер и весов и подтверждено в 1913 г. пятой Генеральной конференцией по мерам и весам в качестве стандартного ускорения свободного падения. Примечание 2 - Стандартное ускорение свободного падения (9,80665 м/с = 980,665 см/с) следует использовать для приведения к стандартной силе тяжести в измерениях, проведенных в любой точке Земли. Примечание 3 - Часто значение ускорения выражают в единицах . Примечание 4 - Действительное значение ускорения свободного падения на поверхности Земли или внутри нее изменяется с географической широтой и высотой подъема. Это значение часто обозначают .	en standard acceleration due to gravity
1.5 сила: Воздействие, позволяющее вывести тело из состояния покоя и придать ему движение определенного вида или изменить имеющееся движение тела. Примечание 1 - При сопротивлении тела движению сила способна также изменить его размер и форму. Примечание 2 - Силу измеряют в ньютонах. Один ньютон представляет собой силу, необходимую для придания массе 1 кг ускорения 1 м/с.	en force
1.6 восстанавливающая сила: Сила, возвращающая систему в положение равновесия, например, за счет упругих свойств деформированного тела.	en restoring force
1.7 рывок: Производная ускорения по времени.	en jerk
1.8 инерциальная система координат: Система координат, неподвижная в пространстве или движущаяся с постоянной поступательной скоростью, т.е. без ускорения.	en inertial reference system, inertial reference frame
1.9 сила инерции: Сила, обусловленная ускоренным движением массы.	en inertial force
1.10 колебание: Изменение (обычно во времени) величины в некоторой системе отсчета, когда значение величины попеременно становится то больше, то меньше некоторого заданного значения. Примечание 1 - См. термин "вибрация" (2.1). Примечание 2 - В общем смысле ударные процессы или движение с проскальзыванием также можно считать колебаниями.	en oscillation
1.11 окружающая среда: Совокупность всех внешних условий, воздействующих на систему в данный момент времени. Примечание - См. термины "искусственная среда" (1.12) и "естественная среда" (1.13).	en environment
1.12 искусственная среда: Условия, внешние по отношению к данной системе, созданные в результате ее функционирования.	en induced environment
1.13 естественная среда: Условия, созданные силами природы и оказывающие влияние на систему, когда она находится в состоянии покоя или функционирования.	en natural environment
1.14 (начальная) стабилизация (системы): Климатические, механические или электрические воздействия на систему для приведения ее в заданное состояние.	en preconditioning
1.15 выдержка: Климатические, механические или электрические воздействия, которым подвергают систему с целью оценки влияния на нее этих воздействий.	en conditioning
1.16 возбуждение: Внешняя сила (или иное воздействие), приложенная к системе и вызывающая ее отклик.	en excitation, stimulus
1.17 отклик (системы), ответ (системы), реакция (системы): Величина, описывающая процесс на выходе системы.	en response (of a system)
1.18 коэффициент передачи: Безразмерное комплексное отношение отклика системы к возбуждению. Примечание - Данное отношение может быть определено для разных одноименных величин на входе и выходе системы (сил, перемещений, скоростей, ускорений).	en transmissibility
1.19 перерегулирование: Ситуация, когда максимум отклика системы превышает желаемое значение. Примечание 1 - Перерегулирование имеет место, когда при переходе системы из стационарного состояния, характеризуемого значением А, в стационарное состояние, характеризуемое значением В (В больше А), максимум отклика системы на входное воздействие превышает В. Примечание 2 - Разность между максимумом отклика и значением В, определяемая, как правило, в процентах, характеризует величину перерегулирования.	en overshoot
1.20 недорегулирование: Ситуация, когда минимум отклика системы на входное воздействие ниже желаемого значения. Примечание 1 - Недорегулирование имеет место, когда при переходе системы из стационарного состояния, характеризуемого значением А, в стационарное состояние, характеризуемое значением В (В меньше А), минимум отклика системы на входное воздействие меньше В. Примечание 2 - Разность между минимумом отклика и значением В, определяемая, как правило, в процентах, характеризует величину недорегулирования.	en undershoot
1.21 система: Совокупность взаимосвязанных элементов, рассматриваемых в определенном контексте как единое целое и отдельное от окружающей среды.	en system
1.22 линейная система: Система, отклик которой пропорционален возбуждению. Примечание - Данное определение предполагает, что к отношению между откликом и возбуждением применим принцип суперпозиции.	en linear system
1.23 механическая система: Система, состоящая из элементов массы, жесткости и демпфирования.	en mechanical system
1.24 основание: Конструкция, поддерживающая механическую систему. Примечание - Основание может рассматриваться как неподвижное в одной системе координат или как совершающее движение - в другой.	en foundation
1.25 инерционная система: Механическая система, соединенная с неподвижным основанием через один или несколько упругих элементов (обычно с демпфированием). Примечание 1 - В идеализированном виде инерционную систему представляют в виде системы с одной степенью свободы с вязкостным демпфированием. Примечание 2 - Если собственная частота инерционной системы низка относительно рассматриваемого диапазона частот, то в указанном диапазоне массу инерционной системы можно считать покоящейся.	en seismic system
1.26 эквивалентная система: Система, которая в целях анализа может заменить исследуемую систему. Примечание - При исследовании вибрации и удара используют разные представления эквивалентности: a) система, совершающая вращательное движение, эквивалентная системе, совершающей поступательное движение; b) электрическая или акустическая система, эквивалентная механической; c) эквивалентная жесткость; d) эквивалентное демпфирование.	en equivalent system
1.27 число степеней свободы: Минимальное число обобщенных координат, необходимое для полного описания движения механической системы. Примечание - Степени свободы механической системы не следует путать со статистическими степенями свободы.	en degrees of freedom
1.28 система с сосредоточенными параметрами: Механическая система, в которой элементы массы, жесткости и демпфирования сосредоточены в точках пространства.	en lumped parameter system, discrete system
1.29 система с одной степенью свободы: Система, положение которой в любой момент времени может быть определено с помощью только одной координаты.	en single-degree-of-freedom system
1.30 система с несколькими степенями свободы: Система, для определения положения которой в некоторый момент времени необходимо знать более одной координаты.	en multi-degree-of-freedom system
1.31 система с распределенными параметрами: Механическая система, в которой элементы массы, жесткости и демпфирования имеют пространственное распределение. Примечание - Движение системы с распределенными параметрами определяют через функции непрерывных пространственных переменных в отличие от дискретных систем, где движение описывают через конечное число координат (степеней свободы).	en continuous system
1.32 центр тяжести: Точка, через которую проходит равнодействующая всех сил тяжести, действующих на части тела, и относительно которой суммарный момент сил тяжести равен нулю. Примечание - Если гравитационное поле однородно, то центр тяжести совпадает с центром масс (см. 1.33).	en centre of gravity
1.33 центр масс: Точка тела, для которой произведение радиус-вектора в декартовой системе координат на массу тела равно сумме произведений радиус-векторов всех частей тела на их массы. Примечание - Это точка, относительно которой тело уравновешено в однородном гравитационном поле.	en centre of mass
1.34 главные оси инерции: Три взаимно перпендикулярные оси, пересекающиеся в заданной точке, относительно которых центробежные моменты инерции твердого тела равны нулю. Примечание 1 - Если точка пересечения главных осей инерции совпадает с центром масс тела, то их называют центральными главными осями инерции, а моменты инерции тела относительно этих осей - главными центральными моментами инерции. Примечание 2 - Применительно к балансировке тел термин "главная ось инерции" используют для обозначения главной оси инерции, которая ближе всех по направлению к оси вращения ротора.	en principal axes of inertia
1.35 момент инерции: Сумма (интеграл) произведений масс всех частей тела (элементов массы) на квадраты их расстояний от оси вращения.	en moment of inertia
1.36 центробежный момент инерции: Сумма (интеграл) произведений масс всех частей тела (элементов массы) на их расстояния (с учетом знака) от двух взаимноперпендикулярных плоскостей.	en product of inertia
1.37 жесткость, коэффициент жесткости: Взятая с противоположным знаком производная восстанавливающей силы (момента силы) по обобщенной координате. Примечание - См. также термин "динамическая жесткость" (1.58).	en stiffness
1.38 податливость: Величина, обратная жесткости. Примечание - См. также термин "динамическая податливость" (1.57).	en compliance
1.39 нейтральный слой (просто изогнутой балки): Поверхность, в которой отсутствуют механические напряжения. Примечание - Следует определить, является ли поверхность, в которой отсутствуют механические напряжения, результатом только изгиба или изгиба в сочетании с другими деформациями.	en neutral surface (of a beam in simple flexure)
1.40 нейтральная ось (просто изогнутой балки): Линия в поперечном сечении изогнутой балки, в которой продольное напряжение (растяжения или сжатия) равно нулю.	en neutral axis (of a beam in simple flexure)
1.41 передаточная функция: Математическое представление соотношения между входом и выходом линейной системы с постоянными параметрами. Примечание 1 - Обычно передаточная функция является комплексной функцией и определяется как отношение преобразований Лапласа процессов на входе и выходе линейной системы с постоянными параметрами. Примечание 2 - Обычно передаточную функцию задают как комплексную функцию частоты. См. термины "отклик" (1.17), "коэффициент передачи" (1.18) и "переходный импеданс" (1.51). ________________ Текст документа соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.	en transfer function
1.42 комплксное возбуждение: Возбуждение, выраженное в виде комплксной величины (например, через модуль и фазу). Примечание - Представление возбуждения и отклика в комплксном виде используют для упрощения расчетов. Реальным процессам соответствуют действительные части возбуждения и отклика. Указанное представление справедливо для линейных систем, в которых действует принцип суперпозиции.	en complex excitation
1.43 комплксный отклик: Отклик системы на заданное возбуждение, выраженный в виде комплксной величины через модуль и фазу. Примечание - См. примечание к термину "комплксное возбуждение" (1.42).	en complex response
1.44 модальный анализ: Метод анализа вибрации сложных конструкций по модам вибрации, описываемым их формами, собственными частотами, модальным демпфированием, в предположении выполнения принципа суперпозиции.	en modal analysis
1.45 модальная матрица: Матрица линейного преобразования, столбцами которой служат собственные векторы системы. Примечание - Данное преобразование позволяет привести матрицы модальной массы и модальной жесткости к диагональному виду.	en modal matrix
1.46 модальная жесткость: Жесткость конструкции для данной моды вибрации.	en modal stiffness
1.47 плотность мод: Число мод в единичной полосе частот. Примечание - Плотность мод - характеристика, широко используемая в области динамики сооружений для оценки потока вибрационной мощности в сложных конструкциях. Ее используют для определения изменений потока вибрационной мощности, свидетельствующих о зарождении усталостных повреждений элементов конструкции, или в качестве меры при контроле состояния конструкций. Кроме того, данный параметр применяют в статистическом энергетическом методе расчета высокочастотного отклика сложных конструкций, а также при выборе соответствующих методов и средств контроля вибрации.	en modal density
1.48 механический импеданс: Комплексное отношение силы к скорости в заданной точке для заданного направления движения (степени свободы) механической системы. Примечание 1 - Механический импеданс на заданной частоте может быть определен для случаев, когда сила и скорость известны в одной или разных точках, в одном или разных направлениях при гармоническом возбуждении системы. Примечание 2 - Механический импеданс может быть определен как для поступательных, так и для вращательных движений. В последнем случае "силу" заменяют "моментом силы", а "скорость" - "угловой скоростью". Примечание 3 - Обычно термин "импеданс" применяют только в отношении линейных систем. Примечание 4 - Понятие механического импеданса может быть распространено также на нелинейные системы. В этом случае соответствующую величину определяют через приращения силы и скорости.	en mechanical impedance
1.49 входной (механический) импеданс: Отношение комплксной силы к комплксной скорости, когда сила и скорость определены в одной и той же точке механической системы при ее гармоническом возбуждении. Примечание - См. примечания к термину "механический импеданс" (1.48).	en driving point (mechanical) impedance, direct (mechanical) impedance
1.50 переходный (механический) импеданс: Отношение комплксной силы, приложенной в точке в некотором заданном направлении, к комплксной скорости в точке в некотором заданном направлении в механической системе при ее гармоническом возбуждении. Примечание - См. примечания к термину "механический импеданс" (1.48).	en transfer (mechanical) impedance
1.51 импеданс короткого замыкания: Отношение приложенной комплксной силы к комплксной скорости отклика, когда все точки механической системы, кроме той, к которой приложена сила, свободны от внешних связей (воздействий) Примечание 1 - Практика показывает, что при анализе систем зачастую не делали различия между импедансом короткого замыкания и импедансом холостого хода. Поэтому требуется определенная осторожность в интерпретации опубликованных данных. Примечание 2 - Импеданс короткого замыкания обратно пропорционален соответствующему элементу матрицы механической подвижности. Однако если результаты экспериментальных определений импедансов короткого замыкания в разных точках конструкции для разных направлений движения (степеней свободы) объединить в матрицу, то она не будет обратной к матрице импедансов холостого хода, полученной в результате математического моделирования динамического поведения конструкции. Это следует учитывать в теоретическом анализе механических систем.	en free impedance
1.52 импеданс холостого хода: Импеданс на входе механической системы, когда все остальные точки системы по всем направлениям движения (степеням свободы) нагружены бесконечным механическим импедансом. Примечание 1 - Импеданс холостого хода является частотной характеристикой механической системы и представляет собой отношение комплксной затормаживающей силы в точке или в точке возбуждения к комплксной скорости кинематического возбуждения в точке , когда все остальные точки механической системы "заторможены", т.е. скорости в этих точках равны нулю. Чтобы экспериментально получить матрицу импедансов холостого хода, необходимо измерить все затормаживающие силы и моменты во всех точках механической системы. Примечание 2 - Изменение числа точек измерений или положения этих точек приведет к изменению импеданса холостого хода во всех точках измерений. Примечание 3 - Важность знания импедансов холостого хода обусловлена тем, что их удобно использовать при теоретическом анализе динамики конструкций методом конечных элементов или аппроксимируя конструкцию системой с сосредоточенными параметрами. При сопоставлении результатов теоретического анализа с экспериментально полученными значениями механической подвижности необходимо обратить аналитически рассчитанную матрицу импедансов холостого хода для преобразования ее в матрицу механических подвижностей или, наоборот, обратить матрицу механических подвижностей для преобразования в матрицу импедансов холостого хода.	en blocked impedance
1.53 частотная характеристика: Частотно-зависимое отношение Фурье- преобразования отклика к Фурье-преобразованию возбуждения линейной системы. Примечание 1 - Возбуждение может представлять собой гармоническую или случайную функцию времени или переходный процесс. Результаты испытаний, проведенных с возбуждением конкретного вида, будут справедливы для предсказания отклика системы при всех других видах возбуждения. Примечание 2 - В качестве характеристик движения могут быть использованы величины скорости, ускорения или перемещения. Тогда соответствующие частотные характеристики называют подвижностью, ускоряемостью и динамической податливостью или импедансом, эффективной массой и динамической жесткостью (см. таблицу 1).	en frequency-response function
1.54 механическая подвижность: Отношение комплксной скорости в заданной точке механической системы к силе, действующей в той же или другой точке механической системы. Примечание 1 - Подвижность представляет собой отношение комплксной скорости отклика в точке к комплксной вынуждающей силе в точке , когда на движение всех остальных точек механической системы не наложено никаких ограничений, кроме тех, что наложены опорой конструкции при ее нормальном применении. Примечание 2 - В данном определении под словом "точка" понимают как местоположение, так и направление движения. Примечание 3 - Отклик может быть выражен либо через скорость, либо через угловую скорость, а возбуждение - через силу или момент силы. Примечание 4 - Если отклик имеет вид поступательного движения, а возбуждение прямолинейно, то подвижность измеряют в м/(Н·с) (в системе СИ). Примечание 5 - Механическая подвижность представляет собой матрицу, обратную матрице механического импеданса.	en (mechanical) mobility
1.55 входная (механическая) подвижность: Отношение комплксной скорости к комплексной силе, когда сила и скорость определены в одной и той же точке механической системы. Примечание - Входная подвижность представляет собой отношение комплексной скорости отклика в точке возбуждения к комплксной вынуждающей силе, приложенной в той же точке, когда на движение всех остальных точек механической системы не наложено никаких ограничений, кроме тех, что наложены опорой конструкции при ее нормальном применении.	en driving-point (mechanical) mobility, direct (mechanical) mobility
1.56 переходная (механическая) подвижность: Механическая подвижность, когда соответствующие скорость и сила определены для разных точек механической системы.	en transfer (mechanical) mobility
1.57 динамическая податливость: Частотно-зависимое отношение спектра (спектральной плотности) перемещения к спектру (спектральной плотности) силы.	en dynamic compliance
1.58 динамическая жесткость: Отношение комплксной силы в заданной точке механической системы к комплксному перемещению в той же или иной точке механической системы. Примечание 1 - Иногда для обозначения этой величины используют термин "динамический модуль упругости". Примечание 2 - Динамическая жесткость может зависеть от механического напряжения в конструкции (амплитуды и частоты), скорости изменения напряжения, температуры и других условий. Примечание 3 - Динамическая жесткость для линейной системы с одной степенью свободы, уравнение движения которой имеет вид , равна , где - коэффициент линейного демпфирования; - основание натуральных логарифмов; ; - коэффициент упругости; - масса; - время; - перемещение; - угловая частота.	en dynamic stiffness

Таблица 1 - Соотношения между частотными характеристиками механической системы


Атрибуты частотной	Параметр движения
характеристики	Перемещение	Скорость	Ускорение
Наименование	Динамическая податливость	Подвижность	Ускоряемость
Обозначение
Размерность	м/Н	м/(Н·с)	м/(Н·с) = кг
Граничные условия	;	;	;
	Примечание - Граничные условия могут быть легко реализованы в эксперименте.
Наименование	Динамическая жесткость	Импеданс холостого хода	Эффективная масса холостого хода
Обозначение
Размерность	Н/м	Н·с/м	Н·с/м = кг
Граничные условия	;	;	;
	Примечание - Граничные условия очень трудно или невозможно реализовать в эксперименте.
Наименование	Динамическая жесткость короткого замыкания	Импеданс короткого замыкания	Эффективная масса короткого замыкания
Обозначение
Размерность	Н/м	Н·с/м	Н·с/м = кг
Граничные условия	;	;	;
	Примечание - Граничные условия могут быть легко реализованы в эксперименте, однако следует обратить особое внимание на корректное использование результатов экспериментов в математическом моделировании системы.
См. рисунок 3. См. рисунок 1. См. рисунок 2.

X - частота, Гц; Y1 - фазовый угол, в градусах; Y2 - модуль подвижности, дБ[относительно 1 м/(Н·с)]; a - линии постоянной эффективной массы; b - линии постоянной динамической жесткости

Рисунок 1 - График подвижности

X - частота, Гц; Y - модуль ускоряемости, дБ[относительно 1 м/(Н·с)]; a - линии постоянной динамической жесткости; b - линии постоянной эффективной массы

Рисунок 2 - График модуля ускоряемости, соответствующий графику подвижности (см. рисунок 1)

X - частота, Гц; Y - модуль податливости, дБ[относительно 1 м/Н]; a - линии постоянной динамической жесткости; b - линии постоянной эффективной массы

Рисунок 3 - График модуля динамической податливости, соответствующий графику подвижности (см. рисунок 1)


1.59 эффективная масса: Отношение комплксной силы к комплксному ускорению.	en dynamic mass
1.60 ускоряемость: Частотно-зависимое отношение спектра (спектральной плотности) ускорения к спектру (спектральной плотности) силы.	en accelerance
1.61 спектр: Представление величины в виде функции частоты или длины волны.	en spectrum
1.62 уровень (физической величины): Логарифм отношения физической величины к некоторому опорному значению этой величины. Примечание 1 - При определении уровня физической величины необходимо знать используемые основание логарифма и опорное значение величины. Примечание 2 - Примерами широко применяемых уровней физических величин являются уровень электрической мощности, уровень звукового давления, уровень ускорения, уровень квадрата напряжения. Примечание 3 - Математически определение уровня можно представить в виде: , где - уровень физической величины в логарифмическом масштабе; - основание логарифма; - исходная физическая величина; - опорное значение физической величины. Примечание 4 - Разность уровней двух одинаковых физических величин и можно представить в том же виде, поскольку по правилам действия с логарифмами опорное значение сокращается, т.е. . Примечание 5 - В области вибрации термин "уровень" иногда используют для обозначения амплитуды, среднего значения, среднеквадратичного значения или отношения этих величин. Использования термина "уровень" в указанных смыслах следует избегать.	en level (of a quantity)
1.63 бел: Единица измерения уровня физической величины при основании логарифма равном 10. Примечание - Данную единицу измерений применяют только в отношении энергетических параметров. См. также примечания к терминам "уровень" (1.62) и "децибел" (1.65). ________________ Текст документа соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.	en bel
1.64 децибел: Десятая часть бела. Примечание 1 - Значение в децибелах в десять раз превышает логарифм по основанию 10 отношения двух энергетических параметров, т.е. . Примечание 2 - Примерами энергетических параметров являются квадрат звукового давления, квадрат скорости колебаний частицы, интенсивность звука, объемная плотность звуковой энергии, квадрат напряжения. Часто бел является единицей измерения уровня квадрата звукового давления, однако, для краткости говорят об уровне звукового давления, поскольку обычно это не вызывает каких-либо недоразумений.	en decibel (dB)