谐波是机械振动频谱中最常见的现象，绝大多数的故障隐患都会有谐波现象存在。谐波指的是周期性信号的非正弦交流量。进行傅里叶级数分解所得到的大于基波频率整数倍的各次分量，通常称为高次谐波，而基波是指其频率与工频相同的分量。谐波的频率必然也等于基波频率的整数倍。

次谐波振动（又称亚谐波振动）是由于非线性系统的共振现象引起的。在现实中，振动系统基本都是非线性的，只有少数理想模型是线性的，比如我们所说的单摆模型。不同的非线性系统产生的次谐波频率也是不一样的，比如经典的Duffing系统，动力学系统如下所示。当激励频率接近系统固有频率的1/3时，产生1/3次谐波共振，这时频谱图上会出现固有频率及1/3倍固有频率。

当机械设备出现摩擦、松动、裂纹等故障时，常常会在低频中产生次谐波共振现象。在次谐波响应中，对称型的非线性振动产生奇次谐波响应；不对称型的非线性振动产生偶次谐波响应。摩擦、松动、裂纹等故障一般是不对称的非线性振动，因此多数情况下是产生转速频率的1/2次谐波响应，也有时候会出现1/4，3/2等频率成分，具体情况要结合对应的动力学模型进行分析。

谐波和次谐波是工业故障诊断方法的重要依据，不同的故障原因对应的谐波和次谐波也有一定的差异。所以通过观察谐波和次谐波现象，就可以基本反向确定设备的故障隐患。但是隐患存在还不能形成正式的故障诊断报告，用于指导企业进行停机维修。要想得出准确的故障诊断报告，只依靠谐波和次谐波分析还不够，还需要结合一些其他的分析方法，如设备的运行指标及其趋势分析等。

来源：头条号