振动试验介绍

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振动试验原理

振动试验原理

振动试验原理振动试验是指通过对被试对象施加不同频率和幅值的振动载荷,以模拟实际工作条件下的振动环境,对被试对象进行振动响应和振动疲劳性能的评估。

振动试验原理是振动工程领域的重要基础知识,对于振动试验的设计、实施和结果分析具有重要的指导意义。

振动试验的原理主要包括振动激励、振动响应和振动疲劳性能三个方面。

首先,振动激励是指在振动试验中施加在被试对象上的振动载荷,其目的是模拟实际工作条件下的振动环境。

振动激励可以通过振动台、电动机、压电陶瓷等设备产生,其特点是能够提供不同频率、幅值和波形的振动信号,以满足不同振动试验的要求。

在振动试验中,合理选择和设计振动激励是保证试验结果准确可靠的关键。

其次,振动响应是指被试对象在受到振动激励后产生的振动运动和应力响应。

振动响应的特点是具有频率、幅值、相位和波形等多种参数,通过对振动响应的监测和分析,可以了解被试对象的振动特性和结构动力响应,为振动试验的结果评估提供重要依据。

最后,振动疲劳性能是指被试对象在长期振动作用下的疲劳寿命和疲劳破坏特性。

振动疲劳性能的评估是振动试验的重要目的之一,通过对被试对象进行振动疲劳试验和分析,可以预测其在实际工作条件下的寿命和可靠性,为改进产品设计和工程结构提供科学依据。

在进行振动试验时,需要注意以下几点原则:首先,合理设计振动试验方案,包括确定振动激励的频率、幅值和波形,选择合适的振动台和传感器,确保试验的可靠性和有效性。

其次,严格控制试验条件,包括环境温度、湿度和振动载荷的稳定性,避免外部干扰对试验结果的影响。

最后,合理分析和评估试验结果,包括振动响应的频谱分析、疲劳寿命的预测和结构动力学的分析,以确保试验结果的科学性和可靠性。

总之,振动试验原理是振动工程领域的重要内容,对于振动试验的设计、实施和结果分析具有重要的指导意义。

只有深入理解振动试验原理,才能够保证振动试验的科学性和可靠性,为改进产品设计和工程结构提供有效的技术支持。

振动测试需要知道的一些常识

振动测试需要知道的一些常识

振动测试需要知道的一些常识1、什么是振动振动是机械系统中运动量(位移,速度和加速度)的振荡现象。

2、振动实验的目的振动试验的目的是模拟一连串振动现象,测试产品在寿命周期中,是否能承受运输或使用过程的振动环境的考验,也能确定产品设计和功能的要求标准。

振动试验的精义在于确认产品的可靠性及提前将不良品在出厂前筛检出来,并评估其不良品的失效分析使其成为高水平,高可靠性的产品。

3、振动分几种振动:分确定性振动和随机振动两种。

4、什么是正弦振动能用一项正弦函数表达式表达其运动规律的周期运动。

例如凡是旋转、脉动、振荡(在船舶、飞机、车辆、空间飞行器上所出现的)所产生的振动均是正弦振动。

5、正弦振动的目的正弦振动试验的目的是在试验室内模拟电工电子产品在运输、储存、使用过程中所遭受的振动及其影响,并考核其适应性。

6、正弦振动的试验条件正弦振动试验的验条件(严酷等级)由振动频率范围、振动量、试验持续时间(次数)共同确定。

7、什么是振动频率范围振动频率范围表示振动试验由某个频率点到某个频率点进行往复扫频。

例如:试验频率范围5-50Hz,表示由5Hz到50Hz进行往复扫频。

8、什么是频率频率:每秒振动的次数.单位:Hz。

9、什么是振动量振动量:通常通过加速度、速度和位移来表示。

加速度:表示速度对时间倒数的矢量。

加速度单位:g 或m/s2速度:在数值上等于单位时间内通过的路程位移:表示物体相对于某参考系位置变化的矢量。

位移单位:mm10、什么是试验持续时间振动时间表示整个试验所需时间,次数表示整个试验所需扫频循环次数。

11、什么是扫频循环扫频循环:在规定的频率范围内往返扫描一次:例如:5Hz→50Hz→5Hz,从5Hz扫描到50Hz后再扫描到5Hz。

12、什么是重力加速度重力加速度:物体在地球表面由于重力作用所产生的加速度。

1gn=10m/s2(GB/T 2422-1995 电工电子产品环境试验术语)13、扫描方式分几种线性扫描:是线性的,即单位时间扫过多少赫兹,单位是Hz/s或Hz/min,这种扫描用于细找共振频率的试验。

振动试验参数

振动试验参数

振动试验参数振动试验是一种重要的质量检测方法,通过模拟实际工作环境下的振动条件,对产品的耐久性、可靠性等进行测试。

在进行振动试验时,需要设置一系列参数来确保测试结果的准确性和可靠性。

本文将详细介绍振动试验参数的设置。

一、振动试验参数概述1. 振动方式:在进行振动试验时,需要选择适合被测物品的振动方式。

常见的振动方式有正弦波、随机波、冲击波等。

2. 振幅:指被测物品受到的最大加速度值。

通常使用峰值加速度表示,单位为g(重力加速度)。

不同类型的产品对应着不同的振幅要求。

3. 频率范围:指被测物品所受到的频率范围。

通常使用频率范围来表示,单位为Hz(赫兹)。

不同类型的产品对应着不同的频率范围要求。

4. 持续时间:指被测物品所受到的持续时间。

通常使用小时或分钟来表示。

5. 控制方式:指控制器控制被测物品运行状态时所采用的控制方式。

常见的控制方式有位移控制、速度控制和加速度控制。

6. 加速度曲线:指加速度变化的曲线形状。

通常使用正弦波、三角波、方波等形状。

二、振动试验参数详解1. 振动方式1.1 正弦波振动正弦波振动是一种最基本的振动方式,它可以模拟实际工作环境下的周期性振动。

在进行正弦波振动试验时,需要设置以下参数:(1)频率范围:通常在5Hz~2000Hz之间。

(2)振幅:通常使用峰值加速度表示,单位为g(重力加速度)。

不同类型的产品对应着不同的振幅要求。

(3)持续时间:通常使用小时或分钟来表示。

1.2 随机波振动随机波振动是一种随机变化的非周期性振动,可以模拟实际工作环境下的非周期性震荡。

在进行随机波振动试验时,需要设置以下参数:(1)频率范围:通常在5Hz~3000Hz之间。

(2)峰值加速度:通常使用峰值加速度表示,单位为g(重力加速度)。

不同类型的产品对应着不同的振幅要求。

(3)持续时间:通常使用小时或分钟来表示。

1.3 冲击波振动冲击波振动是一种短暂的、高能量的非周期性振动,可以模拟实际工作环境下的冲击负载。

标准振动试验介绍

标准振动试验介绍

标准振动试‎验介绍 一通检测简介振动试验是‎评定元器件‎、零部件及整‎机在预期的‎运输及使用‎环境中的抵‎抗能力.物体或质点‎相对于平衡‎位置所作的‎往复运动叫‎振动。

振动又分为‎正弦振动、随机振动、复合振动、扫描振动、定频振动。

描述振动的‎主要参数有‎振幅、速度、加速度。

单频正弦振‎则其速度单‎峰值为加速度单峰‎值为。

动频率为f‎时振幅单峰值‎为D振动试验标‎准 GJB 150.25-86 GB-T 4857.23-2003 GBT48‎57.10-2005 目前可以进‎行该试验的‎试验室有测‎量控制设备‎及系统实验‎室、环境可靠性‎与电磁兼容‎试验中心、苏州电器科‎学研究所。

在现场或实‎验室对振动‎系统的实物‎或模型进行‎的试验。

振动系统是‎如机器、结构或其零‎部件、生物体等。

振动试验是‎从航空航受振动源激‎励的质量弹‎性系统天‎部门发展起‎来的 现在已被推‎广到动力机‎械、交通运输、建筑等各个‎工业部门及‎环境保其应用日益‎广泛。

振动试验包‎括响应测量‎、动态特性参‎量测定、载荷识护、劳动保护方‎面别以‎及振动环境‎试验等内容‎。

响应测量主要是振级‎的测量。

为了检验机‎器、结构或其零对振动系统‎的‎部件的运行‎品质、安全可靠性‎以及确定环‎境振动条件‎ 必须在各种‎实际工况下‎称为时间历‎并记录振动‎量值同时间‎变化的关系‎各个选定‎点和选定方‎向进行振动‎量级的测定‎对瞬位移、速度、加速度或应‎变的幅值或‎有效值 和振动周期‎。

对周期振动‎ 主要测定振‎级程主要测定位‎移或加速度‎的最大峰值‎和响应持续‎时间;对平稳随机‎振动,主要测态振动‎和冲击测定各可把时间划‎分为许多小‎段定力‎和响应的时‎间历程的均‎值和方差等‎对非平稳随‎机振动找出它们同‎时间的关系‎ 并以此作为‎振级的度量‎。

许多机器小段‎内时间历程‎的均值和方‎差的‎振动速度在‎很宽频率范‎围内几乎为‎常数 所以可用在‎机器上选定‎点测得的振‎动速度的最‎大有效值作‎为机器振动‎强烈程度 称为振动烈‎度 的指标。

振动试验的参数

振动试验的参数

振动试验的参数振动试验是一种常用的试验方法,用于评估产品或设备在真实工作环境下的振动性能。

通过对振动试验的参数进行分析和评估,可以帮助我们更好地了解产品或设备的可靠性、耐久性和安全性。

在进行振动试验时,需要确定以下几个重要的参数:1. 激振方式:激振方式指的是对被试产品或设备施加振动的方式。

常用的激振方式包括机械激振和电动激振。

机械激振是通过机械装置施加力或冲击来引起振动,而电动激振则是通过电机产生振动信号来引起振动。

选择合适的激振方式可以确保试验结果的准确性和可靠性。

2. 频率范围:频率范围是指振动试验中施加的振动信号的频率范围。

不同的产品或设备在工作时会遇到不同频率的振动,因此频率范围的选择要根据实际工作环境来确定。

一般情况下,频率范围应包括被试产品或设备在工作过程中可能遇到的最低和最高频率。

3. 激振级别:激振级别是指振动信号的幅值大小。

激振级别的选择与产品或设备的使用条件和要求密切相关。

过高的激振级别可能会对被试产品或设备造成损坏,而过低的激振级别则可能无法准确地反映出产品或设备在真实工作环境下的振动性能。

4. 振动方向:振动方向是指振动信号施加的方向。

在振动试验中,通常会选择垂直方向、水平方向或多轴方向来施加振动。

选择合适的振动方向可以使试验更加贴近实际工作环境,从而更准确地评估产品或设备的振动性能。

5. 试验时间:试验时间是指进行振动试验的持续时间。

试验时间的长短需要根据实际需要和试验目的来确定。

一般来说,试验时间应足够长,以确保能够充分评估产品或设备在振动环境下的可靠性和耐久性。

振动试验的参数选择是一个复杂的问题,需要考虑多个因素的影响。

在选择参数时,我们应该充分了解被试产品或设备的使用条件和要求,以及相关的国家标准和行业标准。

还需要根据试验目的和实验室设备的能力来确定参数。

振动试验的参数选择对于评估产品或设备的振动性能至关重要。

合理选择参数可以确保试验结果的准确性和可靠性,从而为产品或设备的设计和改进提供有价值的参考。

振动台与振动试验介绍

振动台与振动试验介绍

振动台与振动试验介绍振动台是一种能够模拟地震、风、水流等各种复杂环境振动的试验设备。

它通过施加不同振动频率和振幅的力量于试验样件上,以模拟物体在实际振动环境下所受到的应力和振动影响。

振动台可以用于评估和验证各种物体在地震、风振或其他振动负载下的性能和可靠性,对于工程结构、电子设备、航空航天器材等领域具有重要意义。

振动试验是一种利用振动台进行的试验方法,其目的是通过施加振动负载于试验样件上,模拟实际环境中的振动作用,以评估和验证样件在振动环境中的性能和可靠性。

振动试验可以帮助工程师和设计师更好地理解材料和构件在振动下的行为,优化设计并改进材料性能,以提高产品的可靠性和耐久性。

振动台常用于以下几个领域:地震工程、航空航天、船舶工程、电子设备、汽车工程等。

在地震工程中,振动台能够模拟地震时的振动波形和振动频率,用于评估建筑物和构件在地震中的性能和可靠性,以指导结构设计和抗震措施的制定。

在航空航天领域,振动试验能够模拟飞行器在发射、飞行和着陆过程中的振动作用,以评估和验证飞行器的结构可靠性和航空电子设备的性能。

在船舶工程中,振动台可以模拟船舶在不同海况下的振动载荷,用于评估船舶结构和设备的可靠性和耐久性。

在电子设备领域,振动试验可以模拟运输过程中的振动作用,以验证电子设备的可靠性和抗震性能。

在汽车工程中,振动台可以模拟汽车在不同路况下的振动作用,用于评估汽车结构和配件的可靠性和舒适性。

振动台的设计和制造需要考虑多种因素,包括负载能力、频率范围、振幅范围、控制精度等。

不同类型的振动台适用于不同范围内的振动试验。

振动台通常由振动台本体、振动器、控制系统等组成。

振动台本体是支持试验样件和施加振动载荷的主要部件,通常由刚性支撑结构和振动台面组成。

振动器则是振动台产生振动载荷的关键部件,根据振动载荷的需要选择不同类型的振动器。

控制系统则是振动台进行动态加载和控制振动载荷的核心部件,通常采用电液伺服系统或电动机系统。

振动试验参数详解

振动试验参数详解

振动试验参数详解引言振动试验是一种常用的工程实验方法,用于评估产品在振动环境下的可靠性和耐久性。

在进行振动试验之前,需要确定一系列参数,如振动频率、加速度、持续时间等。

本文将详细介绍振动试验中的各个参数及其影响。

振动频率振动频率是指每秒钟发生的振动周期数。

它是一个重要的参数,决定了被测试物体所受到的振动力大小。

通常以赫兹(Hz)表示,1Hz等于每秒一个周期。

不同类型的产品对应不同的振动频率范围。

•低频振动:一般指频率在5Hz以下的振动,适用于大型设备、建筑结构等。

•中频振动:一般指频率在5Hz到1000Hz之间的振动,适用于电子设备、汽车零部件等。

•高频振动:一般指频率在1000Hz以上的振动,适用于微型元件、精密仪器等。

选择合适的振动频率可以更好地模拟实际使用环境下产品所受到的力量。

振幅振幅是指振动过程中物体离开平衡位置的最大位移。

它是描述振动强度大小的参数,通常以米(m)或毫米(mm)表示。

振幅与振动力之间存在着一定关系,较大的振幅意味着较大的振动力。

•小振幅:一般指位移小于等于0.1mm的振动,适用于对产品进行初步筛选。

•中等振幅:一般指位移在0.1mm到1mm之间的振动,适用于对产品进行性能评估。

•大振幅:一般指位移大于1mm的振动,适用于对产品进行极限测试。

选择合适的振幅可以提高试验效果,并确保产品在实际使用中不会出现过大的变形或破坏。

加速度加速度是指单位时间内速度变化率的大小。

在振动试验中,加速度是描述物体所受到的加速力大小的参数。

通常以g(重力加速度)为单位,1g等于9.8m/s²。

•低加速度:一般指加速度小于等于10g,适用于对产品进行初步筛选。

•中等加速度:一般指加速度在10g到50g之间,适用于对产品进行性能评估。

•高加速度:一般指加速度大于50g,适用于对产品进行极限测试。

选择合适的加速度可以更好地模拟实际使用环境下产品所受到的冲击力。

持续时间持续时间是指振动试验的时间长度。

振动试验介绍范文

振动试验介绍范文

振动试验介绍范文振动试验是一种工程试验方法,通过对待测物体施加周期性的力或加速度,以模拟真实工作环境中的振动载荷,从而评估和验证物体的振动性能和耐久性。

振动试验可以帮助工程师了解物体在振动环境下的响应和破坏机制,从而为设计和改进产品提供依据。

一、振动试验的分类根据试验目的和方法的不同,振动试验可以分为以下几类:1.动态振动试验:在试验过程中施加不同的振动载荷,以评估物体在不同振动条件下的性能。

2.持久振动试验:在试验中持续施加固定振动载荷,以评估物体对长时间振动环境的耐久性。

3.随机振动试验:通过随机振动信号来模拟现实环境中的不确定性振动载荷,以评估物体的可靠性和耐久性。

4.冲击振动试验:施加冲击载荷,以评估物体在冲击环境下的耐久性和破坏机制。

二、振动试验的步骤振动试验通常包括以下几个步骤:1.试验准备:确定试验的目的、试验方案和试验装置,并进行试验前的准备工作,如安装传感器、调试仪器等。

2.加载设置:根据试验要求,设置并调整振动试验装置,确定振动信号的频率、幅值和时间等参数。

3.试验执行:根据试验方案,开始施加振动载荷,并记录待测物体的振动响应和试验过程中的其他参数。

可根据需要进行多个试验重复进行。

4.数据分析:对试验数据进行处理和分析,如振动响应曲线的绘制、频谱分析、振动幅值的计算等,以评估物体的振动性能和耐久性。

5.结果评估:根据试验结果,对物体的振动性能进行评估和判断,比如是否满足设计要求、是否存在疲劳破坏等。

三、振动试验的应用振动试验广泛应用于多个工程领域,包括航空航天、汽车、电子、机械等行业。

具体应用包括以下几个方面:1.产品设计改进:通过对产品进行振动试验,了解产品在振动环境下的性能,从而指导产品的设计改进,并提高产品的可靠性和耐久性。

2.故障诊断:通过对故障产品的振动试验,分析振动信号的频谱和破坏模式,诊断产品故障原因,指导故障维修和改进措施。

3.模态分析:振动试验可以通过模态分析方法,确定结构的固有频率、振型和阻尼等参数,为结构优化和设计提供依据。

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振动试验介绍日期:2008年10月23日一. 试验目的与意义振动试验的目的在于确定所设计、制造的机器、构件在运输和使用过程中承受外来振动或者自身产生的振动而不至破坏,并发挥其性能、达到预定寿命的可靠性。

随着对产品,尤其是航空航天产品可靠性要求的提高,作为可靠性试验关键设备的振动试验系统的发展显得越来越重要。

二. 振动破坏机理分析关于振动破坏机理的假设所谓试验结果的等效性,必须基于特定的试验理论来加以评定。

对振动环境试验来说,在考虑试验目的和试验方法时所遇到的主要问题都与特定的振动破坏机理有关。

由于对这一问题尚未进行系统的实践与理论研究,目前只能进行初步的综合推理,以作出若干关于振动破坏类型和机理的假设,为简明起见,列表说明如下:振动试验种类和时间的决定根据表中的有关振动破坏类型便可以决定相应的振动试验种类,而基于有关破坏机理也就能够确定其试验时间。

1. 按照一般材料疲劳曲线的特性,曲线大多在“一次之间存在某种转折,随后曲线大体上就水平地延伸。

因此从工实用出发,通常是取转折点处的应力为持久极限应力,取了次作为检验试件是否具有永久疲劳寿命的应力循环次数对于主要目的是检验试件振动疲劳特性的振动强度试验来说,如果要求试件能在工作环境中长时间工作,则一般也是取次作为振动试验次数。

对于一次使用或短时间工作的试件,可按其寿命时间试验之。

2. 对于振动性能失灵破坏,一般认为,振动所引起的损坏作用具有不累积的性质。

即相对于一定的振动条件而言,振动开始不久性能是否失灵即可表现出来,一旦振动停止,其性能一般又可恢复正常。

所以振动性能试的时间大致可取试件在实际工作中每次连续经受振动的最长时间例如,最大续航时间。

但是,一方面由于振动性能破坏机理尚不成熟,另外也鉴于有关标准大多取最严重振动量值为试验量值,西这种最严重量值又并非在相连续工作时间内始终能经常出现的,所以上述取法也不尽合理。

总之,对于性能试验时间,目前尚未有一致的规律性认识,大致是由实践经验决定,各国标准中的有关规定也不统一。

3. 对于工艺可靠性破坏,大致可分两类一类是常见的所谓工艺处理错误,例如假焊、脱胶、螺钉松动或过紧、连接件脱开、部件互相撞击等等。

对此,通常认为可以在较大振动量值下经短时间试验来加以发现,第二类是在振动过程中设备内存在机械磨损或是在振动时同时存在化学腐蚀、气候腐蚀或是产生蠕变、内耗之类的变化,使振动强度不断降低。

为了检验这类试件的耐振动特性,必要时应当按整个工作或寿命时间进行试验。

当然,对于上列几类试验可以规定不同的试验程序和参数以供分别选择实施,也可以结合起来,通过规定一种试验来体现,甚至根据情况,某些试验也可以不作等等。

三. 振动试验台的选择在振动试验室内使用的激励设备就是振动台。

用于振动试验的振动台系统从其功能来分,可分为单一的正弦振动试验台和可完成正弦、随机、正弦加随机等振动试验和冲击试验的振动台系统。

从振动台的激振方向,即工作台面的运动轨迹来分,可分为单向(单自由度)和多向(多自由度)振动台系统。

从振动台激振方式上可分为三类:机械式、电液式和电动式。

试验中究竟使用哪种振动台,首先要看试验频率范围。

电液台适用于中低频范围,电动台适用于中高频范围,机械台频率范围最窄。

此外还要从推力大小、波形优劣、控制的方便性等方面综合考虑。

实际使用中以电动式振动台应用范围最广,约占60%以上,特别是在宽带随机振动试验领域。

但随着使用目的与要求的不同,在选择振动台时还需注意以下几点:1. 由于电动振动台波形失真度最小,在很宽的范围内可达到1%~3%,甚至更低,且信噪比高,因此作为计量标准用的振动试验台,通常选用电动振动台,而且一般选用永磁式振动台。

2. 电液台具有大推力、超低频、长冲程、重负载等四大优点,因此适合推力超过200kN,频率用到超低频(1Hz以下)的振动试验。

3. 机械台只能用于几赫兹到100Hz,其直接驱动时频率范围更窄。

机械式振动台比较容易转垂直、水平振动或倾斜振动等振动方向,而且机械台结构牢固、价格低廉,但它一般只能用于正弦试验。

振动控制设备是振动试验室内用来控制振动台的装置,按其功能一般分为正弦控制仪、随机控制仪和多功能控制仪三类。

正弦振动控制仪的选取一般应根据试验的要求考虑频率范围、交越点数目、扫描速率范围及扫描方式。

选择随机振动控制仪(或系统)时,首先要根据使用要求,即要进行何种类型的试验,一般只要能满足试验要求的控制仪就可以。

在数字式控制仪刚刚出现时,多半都是多用途的控制仪,目前单一功能和多用途的振动控制仪并存。

多用途控制仪用于大型振动试验室和研究所试验室,而单一功能的控制仪适用于工厂振动试验室,直接为生产服务。

四. 振动试验台的工作原理下面介绍机械式振动台和电磁式振动台的工作原理,其他试验台的可参考文献《振动测试技术》。

1. 机械式振动台机械式振动台有连杆偏心式和惯性离心式两种。

它们的工作原理如图1所示。

图1机械式振动台的工作原理惯性离心式振动台是基于旋转体偏心质量的惯性力而引起振动平台的振动来工作的。

连杆偏心式振动台是基于偏心轮转动时,通过连杆机构而使工作台作交变正弦运动来工作的。

振幅大小可用改变偏心距的大小来调节,频率可用改变电动机转速来调节。

由于机械摩擦和轴承损耗的影响,这种振动台频率一般不能超过50Hz。

连杆偏心式振动台的主要优点是能够得到很低的频率,且振幅与频率的变化无关;主要缺点是不能进高频激振,小振幅时失真度较大。

一般来说,连杆偏心式振动台的有效频率范围为0.5Hz~20Hz;惯性离心式振动台的有效频率范围为10Hz~70Hz,且振幅在大于0.1mm以上时效果较好。

机械式振动台的优点是结构简单,容易产生比较大的振幅和激振力;缺点是频率范围小,振幅调节比较困难,机械摩擦易影响波形,使波形失真度较大。

2. 电磁式振动台电磁式振动台的工作原理与电磁式激振器相同,只是振动台有一个安装被激振物体的工作平台,其可动部分的质量较大。

控制部分由信号发生器和功率放大器等组成。

控制箱与振动台之间由电缆连接。

电磁振动台的种类很多,目前,除了正弦波振动台以外,还有随机振动台等。

电磁式振动台的频率范围很宽,可从近于零赫兹到几千赫兹,最高可达几十千赫兹。

电磁式振动台的优点是,噪音比机械式振动台小,频率范围宽,振动稳定,波形失真度小,振幅和频率的调节都比较方便。

缺点是有漏磁场的影响,有些振动台低频特性较差。

电磁式振动台的外形如图2所示。

图2电磁式振动台电磁式振动台的结构原理与电磁式激振器极为相似,如图3示。

它的驱动线圈绕在线圈骨架上,通过连杆与台面刚性连接,并由上下支撑弹簧悬桂在振动台的外壳上。

振动台的固定部分是由高导磁材料制成的,上面绕有励磁线圈,当励磁线圈通以直流电流时,磁缸的气隙间就形成强大的恒定磁场,而驱动线圈就悬挂在恒定磁场中。

图3电磁式振动台结构原理图当驱动线圈通过交流电流i=Im sinωt时,由于磁场的作用,在驱动线圈上就产生电磁感应力F,从而使驱动线圈带动工作台面上下运动。

电磁感应力F的大小F=BL I m sinωt式中:B为空气气隙中的磁感应强度;L为驱动线圈导线的有效长度;I m为驱动线圈中的电流幅值;ω驱动交流电流的圆频率。

因此,改变驱动交流电流的大小和频率,就能改变工作台面的振动幅值的大小及振动的频率。

电磁式振动台的控制系统如图4示。

图4电磁式振动台控制系统控制系统分为三路,一路是励磁部分,它主要给励磁线圈提供励磁电流而产生恒定的磁场;另一路是激励部分,它主要由信号发生器和功率放大器等组成,其输出信号接到振动台的驱动线圈上,以使其产生频率和幅值均为可调的振动信号;第三路是测量部分,其传感器装在台体内,测量放大器的输出可接各种显示和记录设备。

该部分用来测量台面的位移、速度和加速度值。

整个控制系统组装在控制柜中。

目前一些先进的振动台还装有微处理器。

下图5是UDC生产的振动台。

图5 Unholtz-Dickie Corporation生产的T2000系列振动台五. 振动试验夹具电工电子产品品种繁多,形状大小不一,所以通常都会设计配套夹具进行测试。

夹具是为把试验件牢固地固定在振动台工作台面上,并把振动台的振动传给试验件,它的质量直接关系着试验的质量。

但目前对试验夹具的重要性普遍重视不够,尤其是在国内,一些试验人员仅凭感觉来设计夹具,设计时缺乏必要的计算分析,也没有必要的检验测试。

这样的夹具传递的振动往往存在着很大的失真,夹具上各点的振动量值相差很大,也就是均匀度很差。

在测试频段内存在多阶共振,振动控制非常困难。

有些夹具材料选用不当,质量过大,消耗能量多。

夹具设计的原则是在满足试件安装的前提下,夹具尽可能有低的质量,高的刚度,在试验频段内尽可能不出现和少出现共振。

夹具的材料多采用镁和铝,因为这两种金属比钢的质量小,阻尼特性比钢好,加工成本低。

小型夹具通常用整块材料加工而成,大的夹具有用焊接和铸造的方法制作。

设计时应首先明确试验条件,如正弦和随机振动能级和允差,正弦扫描的频率范围,随机振动功率谱密度曲线,安装条件,允许的加速度不均匀度及横向振动等。

然后计算夹具的共振频率及质量,使之满足试验要求。

对于小试件,夹具的共振频率不允许低于1000Hz,同时应达到试件最低频率的3~4倍。

夹具加工完成后应进行必要的检验,对于重要和常用的夹具,如转接板、扩展台等,要进行全面的性能测试,以保证试验的正确性。

六. 振动信号对于振动信号的分析包括快速富里叶变换(FFT),频谱分析,凝聚分析,相关分析等。

而对于应力信号主要是分析应力循环,为室内模拟试验提供载荷谱编制一般使用的方法是雨流法,用雨流法提取信号中的应力循环次数和幅值,再根据概率统计分析出应力循环幅值的概率分布曲线,由此就可以得到各种分级的载荷谱。

而记录仪和分析仪可以直接使用专门的记录分析设备,也可以采用计算机系统。

专用频谱分析仪以美国HP公司的产品为代表。

专用分析仪具有速度快,操作简单等优点。

除了可以做频谱分析外,许多设备还可以做模态分析,是振动系统动力分析的强有力助手。

随着计算机技术的发展,采用计算机来做频谱分析的越来越多,现在有许多计算机软件都带有FFT程序,特别是Matlab软件具有许多的频谱分析函数。

由于计算机的运算速度不断加快,磁盘的存储容量不断加大,现在越来越多的试验室里都是直接利用计算机来记录信号、实时分析,以及发生信号,控制试验。

七. 总结随着产品使用环境的日益复杂化,振动试验作为环境可靠性试验的一个重要项目,正向着更可靠、高效率、低成本的方向发展。

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