振動(dòng)試驗(yàn)及振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備培訓(xùn)課件(PPT 39頁).ppt

1、振動(dòng)試驗(yàn)及振動(dòng) 試驗(yàn)設(shè)備,一、振動(dòng)試驗(yàn)及常用試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn),振動(dòng)試驗(yàn)是評(píng)定元器件、零部件及整機(jī)在預(yù)期的運(yùn)輸及使用環(huán)境中的抵抗能力，根據(jù)產(chǎn)品所承受的環(huán)境不同，振動(dòng)試驗(yàn)分以下種類： 1、正弦定頻試驗(yàn) 在選定的頻率上（可以是共振頻率，特定頻率，或危險(xiǎn)頻率）按規(guī)定的量值進(jìn)行正弦振動(dòng)試驗(yàn)，并達(dá)到規(guī)定要求的時(shí)間。 2、正弦掃頻試驗(yàn) 在規(guī)定的頻率范圍內(nèi)，按規(guī)定的量值以一定的掃描速率由低頻到高頻，再由高頻到低頻作為一次掃頻，直到達(dá)到規(guī)定的總次數(shù)為止。,掃頻試驗(yàn)分線性掃頻試驗(yàn)和指數(shù)掃頻試驗(yàn) 線性掃頻速度由掃頻速率（Hz/s）或單次掃頻時(shí)間決定。 指數(shù)掃頻速度的掃頻速率一般為每分鐘一個(gè)倍頻乘，單次掃頻時(shí)間為,3、窄帶隨

2、機(jī)掃描試驗(yàn) 在規(guī)定的頻率范圍內(nèi)，用某一中心頻率上某一帶寬的窄帶隨機(jī)信號(hào)作由低頻到高頻，再由高頻到低頻的掃描，并達(dá)到規(guī)定要求的時(shí)間。 4、寬帶隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn) 在規(guī)定的頻率范圍內(nèi)，按規(guī)定的譜形狀和總均方根值（GRMS）作寬帶隨機(jī)振動(dòng)，并達(dá)到規(guī)定要求的時(shí)間。,5、寬帶隨機(jī)疊加正弦振動(dòng)試驗(yàn) 在規(guī)定的頻率范圍內(nèi)，在隨機(jī)振動(dòng)的基礎(chǔ)上疊加有若干個(gè)頻率的正弦振動(dòng)，按規(guī)定量級(jí)規(guī)定時(shí)間完成試驗(yàn)。 6、寬帶隨機(jī)疊加窄帶隨機(jī)掃描振動(dòng)試驗(yàn) 在規(guī)定的頻率范圍內(nèi)，在寬帶隨機(jī)振動(dòng)的基礎(chǔ)上疊加有若干窄帶隨機(jī)峰值，按規(guī)定量級(jí)規(guī)定時(shí)間完成試驗(yàn)。 7、跑車試驗(yàn) 在選定的路面上，將試驗(yàn)樣品裝在運(yùn)輸車上，以一定的車速行駛?cè)舾纱?，用來模擬在

3、不同路面上的振動(dòng)情況。,以上振動(dòng)試驗(yàn)的量值GB2423,及GJB150、GJB360、根據(jù)不同的使用環(huán)境規(guī)定了相應(yīng)的試驗(yàn)量值。 GB2423是對(duì)電工電子產(chǎn)品的基本環(huán)境試驗(yàn)所作的規(guī)定。 GJB150是對(duì)軍用設(shè)備環(huán)境試驗(yàn)方法所作的規(guī)定。 GJB360是對(duì)軍用電子及電氣元器件試驗(yàn)方法所作的規(guī)定。 GJB548是對(duì)軍用微電子器件試驗(yàn)方法所作的規(guī)定。,二、振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備的基本參數(shù)及選型,1、振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備的基本參數(shù) 最大載荷 最大載荷是振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備的承受載荷的能力，振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備承受載荷的能力決定于承載彈簧和導(dǎo)向系統(tǒng)的強(qiáng)度，其中還包括最大允許的重心高度及最大允許偏載力矩,最大推力 振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備所能產(chǎn)生的最大激

4、振力是試驗(yàn)設(shè)備的最大推力。衡量推力的物理量是加速度；計(jì)算公式為： F=Ma F:最大推力 單位：kg MM1+M2 M1:為活動(dòng)系統(tǒng)重量， M2:為負(fù)載重量 單位：kg,頻率范圍 振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備允許的工作頻率范圍，振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備的頻率范圍主要決定于活動(dòng)系統(tǒng)的一階諧振頻率范圍，尤其對(duì)于電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)，其額定上限頻率約為一階諧振頻率的1.2倍左右。如下圖所示：,最大位移 機(jī)械振動(dòng)臺(tái)的最大位移決定于激振器的偏心力矩，受系統(tǒng)結(jié)構(gòu)限制最大位移一般為5mm，峰峰值為10mm。 電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)的最大位移決定于動(dòng)圈的活動(dòng)空間及承載簧的線性行程，目前的電動(dòng)臺(tái)最大位移一般為25.4mm，峰峰值為51mm。 最大速度 機(jī)械振動(dòng)

5、臺(tái)不受最大速度的限制，只受最大位移及最大加速度的限制。,電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)由于受功放最大輸出電壓的限制，存在最大速度，因?yàn)樵谧畲笏俣葧r(shí)動(dòng)圈繞線切割磁力線產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)要消耗功放電壓。目前的電動(dòng)臺(tái)允許的最大速度為1.22m/s。 最大加速度 最大加速度是振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備空載時(shí)的加速度，是衡量振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備推力的一項(xiàng)參數(shù)。,2、常用的振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備 振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備分機(jī)械振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)、電液振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)、電動(dòng)振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)、模擬汽車運(yùn)輸試驗(yàn)臺(tái)。 機(jī)械式振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái) 機(jī)械式振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)屬低頻大載荷振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)，頻率為580Hz，載荷從50kg1000kg，位移為5mm左右，加速度為320g。適宜于低頻定振試驗(yàn)或低頻定位移掃頻試驗(yàn)，不能

6、作定加速度掃頻試驗(yàn)，機(jī)械式振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)是一種開環(huán)式振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備。一次裝夾可實(shí)現(xiàn)垂直和水平兩方向振動(dòng)。,電液式振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái) 電液式振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)屬中低頻大位移、大推力振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)，頻率為2200Hz，推力可達(dá)數(shù)十噸，位移可達(dá)50mm左右。適宜于低頻定振試驗(yàn)或中低頻掃頻試驗(yàn)及隨機(jī)試驗(yàn)和沖擊實(shí)驗(yàn)。電液式振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)是一種閉環(huán)式振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備。 電動(dòng)式振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái) 電動(dòng)式振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)屬高頻、大位移、大推力振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)，頻率范圍為53000Hz，推力可達(dá)十六噸，位移可達(dá)25.4mm。適宜于任何形式的給定信號(hào)的振動(dòng)及沖擊試驗(yàn)。電動(dòng)式振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)是一種閉環(huán)式振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備,模擬汽車運(yùn)輸試驗(yàn)臺(tái) 可代替實(shí)際跑車試驗(yàn)。,3、振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備

7、的選型及使用 首先應(yīng)根據(jù)所做試驗(yàn)的頻率范圍及掃頻方式選擇振動(dòng)臺(tái)的類型（機(jī)械式振動(dòng)臺(tái)或電動(dòng)式振動(dòng)臺(tái)） （1）機(jī)械振動(dòng)臺(tái)的選型 機(jī)械式振動(dòng)臺(tái)是按載荷大小命名的， a、一般技術(shù)指標(biāo) 載荷：15-1000kg 臺(tái)面尺寸：一般為方臺(tái)面 最大位移：5mm 最大加速度：5-20g 頻率范圍：5-80Hz 試驗(yàn)方式：定頻、定位移線性或指數(shù)掃頻 振動(dòng)方向：垂直和水平 b、機(jī)械振動(dòng)臺(tái)的選型 根據(jù)試品重量、試品大小、及試品需要振動(dòng)的方向選擇振動(dòng)臺(tái)的型號(hào)。,（c）機(jī)械振動(dòng)臺(tái)的使用,（2）電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)的選型與使用 電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)是以推力大小命名 a、一般技術(shù)指標(biāo)： 推力： 載荷： 臺(tái)面尺寸: 空載加速度： 最大位移： 頻率范

8、圍：一般為5-3000Hz 振動(dòng)方向：可帶水平滑臺(tái) b、電動(dòng)臺(tái)的選型 (a) 電動(dòng)臺(tái)推力大小的選擇 F=(M1+M2)a F:試驗(yàn)所需推力 M1:活動(dòng)系統(tǒng)重量 M2:試品重量 a: 試驗(yàn)加速度,(b) 功率放大器的選擇 （c）傳感器和電荷放大器的選擇 c、電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)的使用,（3）模擬汽車運(yùn)輸試驗(yàn)臺(tái)的選型及使用 模擬汽車運(yùn)輸試驗(yàn)臺(tái)是以載荷大小命 名的。 模擬汽車運(yùn)輸試驗(yàn)臺(tái)是實(shí)際跑車試驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)室的真實(shí)再現(xiàn)。 a、模擬汽車運(yùn)輸試驗(yàn)臺(tái)的一般指標(biāo) 載荷： 臺(tái)面大小： 加速度總均方根值： 強(qiáng)化等級(jí)： b、模擬汽車運(yùn)輸試驗(yàn)臺(tái)的選型 c、模擬汽車運(yùn)輸試驗(yàn)臺(tái)的使用,三、電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)及隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)技術(shù),1、電動(dòng)振動(dòng)

9、臺(tái)的頻率特性 電動(dòng)臺(tái)的下限頻率為5Hz，單獨(dú)就控制儀及振動(dòng)臺(tái)均可達(dá)到5Hz以下，但是5Hz以下加速度較小，受控制儀動(dòng)態(tài)范圍的限制，很難實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。電動(dòng)臺(tái)的上限頻率一般為動(dòng)圈一階諧振頻率的1.2倍，電動(dòng)臺(tái)的一階諧振頻率與電動(dòng)臺(tái)動(dòng)圈的直徑有關(guān)，動(dòng)圈的直徑越大一階諧振頻率越低，動(dòng)圈的直徑越小一階諧振頻率越高。,我公司設(shè)計(jì)的電動(dòng)臺(tái)充分考慮GJB150、GJB360、GJB548的要求，結(jié)合國(guó)外電動(dòng)臺(tái)的特點(diǎn)，10000N以下電動(dòng)臺(tái)做到高頻率高加速度，適宜于元器件的正弦及隨機(jī)試驗(yàn)，滿足GJB360、GJB548的需要。20000N以上電動(dòng)臺(tái)做到大臺(tái)面高帶載特性，適宜于部件及整機(jī)的正弦及隨機(jī)試驗(yàn)，滿足GJ

10、B150的需要。,電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)的空載加速度 電動(dòng)臺(tái)的空載加速度是描術(shù)電動(dòng)臺(tái)推力的一項(xiàng)參數(shù)，并不是電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)的空載加速度低電動(dòng)臺(tái)的推力就小，片面提高電動(dòng)臺(tái)的空載加速度要以犧牲電動(dòng)臺(tái)的可靠性為代價(jià)。以3000N電動(dòng)臺(tái)帶載200kg負(fù)載為例說明如下： 30000N,空載加速度65g的振動(dòng)臺(tái),30000N,空載加速度100g的振動(dòng)臺(tái) 在200kg負(fù)載下兩者加速度只差0.8g,電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)作沖擊試驗(yàn) 隨著控制儀技術(shù)的發(fā)展，及開關(guān)功放技術(shù)的應(yīng)用，電動(dòng)臺(tái)允許的振動(dòng)速度得到很大提高，為電動(dòng)臺(tái)作沖擊試驗(yàn)提供了很大的方便，由于使用了開關(guān)功放，電動(dòng)臺(tái)允許的沖擊速度可達(dá)5m/s允許的沖擊推力為正弦推力峰值的 2倍。 隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)技術(shù) 隨機(jī)振動(dòng)是較為真實(shí)的反映實(shí)際環(huán)境的一種試驗(yàn)方法，它的概念較為抽象，涉及的知識(shí)面較寬，作為我們?cè)囼?yàn)人員需從以下兩方面弄清楚隨機(jī)振動(dòng)。, 隨機(jī)振動(dòng)與正弦振動(dòng)的區(qū)別 正弦振動(dòng)在任意一瞬間只包含一種頻率的振動(dòng)，而隨機(jī)振動(dòng)在任意一瞬間包含頻譜范圍內(nèi)的各種頻率的振動(dòng)，這些頻率能量的大小按照規(guī)定的譜圖分布。 如下圖所示：,如下圖所示： 正弦振動(dòng)時(shí)域波形 正弦振動(dòng)頻域譜圖,正弦振動(dòng)頻域譜圖 隨機(jī)振動(dòng)時(shí)域波形 概率分布圖,隨機(jī)振動(dòng)時(shí)域波形,概率分布圖,正弦振動(dòng)頻域譜圖,對(duì)于正弦振動(dòng) 峰值1.4倍的有效值 對(duì)于隨機(jī)振動(dòng) 峰值3倍的有效值 隨機(jī)振動(dòng)的表達(dá)方式（以寬帶隨機(jī)為例） 隨機(jī)信號(hào)是非確定