設(shè)備或結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí)會產(chǎn)生振動(dòng)，振動(dòng)信號中含有豐富的設(shè)備或結(jié)構(gòu)運(yùn)行狀況信息，其物理含義清晰，信號特征與系統(tǒng)零部件的運(yùn)行狀態(tài)通常具有強(qiáng)相關(guān)性。振動(dòng)監(jiān)測是一種能夠有效監(jiān)控結(jié)構(gòu)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的方法。它通過振動(dòng)傳感器收集結(jié)構(gòu)設(shè)備關(guān)鍵零部件上的振動(dòng)信號，借助數(shù)據(jù)分析技術(shù)對所采集的振動(dòng)信號進(jìn)行分析處理，提取相關(guān)故障特征信息，依據(jù)特征信息對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行科學(xué)診斷，辨別故障的具體類型、故障的發(fā)生的詳細(xì)部位與故障的嚴(yán)重程度。

時(shí)域分析、頻域分析以及按時(shí)間序列進(jìn)行建模分析等是振動(dòng)信號常用分析處理技術(shù)。這些分析技術(shù)各有側(cè)重，可以分別從不同角度對采集到的振動(dòng)信號進(jìn)行識別與分析，是提取結(jié)構(gòu)設(shè)備運(yùn)行特征信息的有效方法。

1.1 時(shí)域分析

時(shí)域分析主要包含時(shí)域統(tǒng)計(jì)分析和時(shí)域相關(guān)分析。時(shí)域統(tǒng)計(jì)分析是通過統(tǒng)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)備振動(dòng)信號的有關(guān)時(shí)域特征值與指標(biāo)參數(shù)并對其科學(xué)分析，依此對設(shè)備故障進(jìn)行初步判斷。時(shí)域統(tǒng)計(jì)分析一般統(tǒng)計(jì)的特征值有峰值、均值、峭度、脈沖等，其會隨著故障的發(fā)生、演變、惡化而相應(yīng)改變，不同的故障類型引起的特征值變化通常也不一樣。時(shí)域統(tǒng)計(jì)分析能直觀反應(yīng)振動(dòng)相關(guān)特征信號，容易理解且計(jì)算簡單，一般可用于初步診斷結(jié)構(gòu)設(shè)備是否已發(fā)生故障，但不能對故障的具體發(fā)生位置和故障發(fā)生的嚴(yán)重程度做出深入診斷。

相關(guān)分析可分為自相關(guān)性分析與互相關(guān)性分析。自相關(guān)性分析以不同時(shí)刻同一振動(dòng)過程的信號為研究對象，通過借用相應(yīng)的自相關(guān)函數(shù)能夠識別信號的類型，將確定信號從噪聲中提取出來?；ハ嚓P(guān)分析以多個(gè)振動(dòng)過程不同時(shí)刻的信號為研究對象，找出多個(gè)信號間的相互關(guān)系。在早期故障診斷時(shí)，信號里的周期因子不太明顯，直接觀察不易發(fā)現(xiàn)故障特征，通過時(shí)域相關(guān)分析能夠找到隱藏在噪聲中的周期性信息，發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)備故障。然而，當(dāng)振動(dòng)信號中存在相似頻率的干擾信號時(shí)，則可能在分析過程中出現(xiàn)假相關(guān)現(xiàn)象，使得相關(guān)分析的可靠性很難保障。

1.2 頻域分析

如上所述，時(shí)域分析一般用于結(jié)構(gòu)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)故障的初步診斷，具體深入診斷其通常難以勝任。頻域分析是通過分析設(shè)備發(fā)生故障時(shí)振動(dòng)信號與正常運(yùn)行時(shí)振動(dòng)信號中頻率結(jié)構(gòu)的變化，對設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行評價(jià)，準(zhǔn)確辨別設(shè)備故障并對故障進(jìn)行精準(zhǔn)定位，給預(yù)防故障發(fā)生與設(shè)備維護(hù)提供有效支持。按照振動(dòng)信號特征和信號變換處理方法的不同，常用頻域分析包含頻譜分析、包絡(luò)分析以及倒頻譜分析等。

頻域分析圍繞頻譜分析展開，將采集到的復(fù)雜信號分解成若干個(gè)相互疊加的不同頻率、幅值、功率、相位的簡單信號。幅值譜、功率譜、相位譜是振動(dòng)分析中常用的頻譜，顯示振動(dòng)位移、速度、加速度、功率、相位等特征值隨頻率分布的情況，在振源查找、故障原因分析、故障定位等方面有較好作用。