振动试验类型及试验设备的基本参数和选型

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　　振动试验及常用试验标准

       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，根据产品所承受的环境不同，振动试验分以下种类：

　　1. 正弦定频试验
　　在选定的频率上(可以是共振频率，特定频率，或危险频率)按规定的量值进行正弦振动试验，并达到规定要求的时间。

　　2. 正弦扫频试验
　　在规定的频率范围内，按规定的量值以一定的扫描速率由低频到高频，再由高频到低频作为一次扫频，直到达到规定的总次数为止。

　　扫频试验分线性扫频试验和指数扫频试验。线性扫频速度由扫频速率(Hz/s)或单次扫频时间决定;指数扫频速度的扫频速率一般为每分钟一个倍频乘，单次扫频时间为

　　3. 窄带随机扫描试验
　　在规定的频率范围内，用某一中心频率上某一带宽的窄带随机信号作由低频到高频，再由高频到低频的扫描，并达到规定要求的时间。

　　4. 宽带随机振动试验
　　在规定的频率范围内，按规定的谱形状和总均方根值(GRMS)作宽带随机振动，并达到规定要求的时间。

　　5. 宽带随机叠加正弦振动试验
　　在规定的频率范围内，在随机振动的基础上叠加有若干个频率的正弦振动，按规定量级规定时间完成试验。

　　6. 宽带随机叠加窄带随机扫描振动试验
　　在规定的频率范围内，在宽带随机振动的基础上叠加有若干窄带随机峰值，按规定量级规定时间完成试验。

　　7. 跑车试验
　　在选定的路面上，将试验样品装在运输车上，以一定的车速行驶若干次，用来模拟在不同路面上的振动情况。

　　以上振动试验的量值GB2423及GJB150、GJB360、根据不同的使用环境规定了相应的试验量值。
　　  · GB2423是对电工电子产品的基本环境试验所作的规定。
　　  · GJB150是对军用设备环境试验方法所作的规定。
　　  · GJB360是对军用电子及电气元器件试验方法所作的规定。
　　  · GJB548是对军用微电子器件试验方法所作的规定。

　　振动试验设备的基本参数及选型

       1. 振动试验设备的基本参数
　　① 最大载荷
　　最大载荷是振动试验设备的承受载荷的能力，振动试验设备承受载荷的能力决定于承载弹簧和导向系统的强度，其中还包括最大允许的重心高度及最大允许偏载力矩。

　　② 最大推力
　　振动试验设备所能产生的最大激振力是试验设备的最大推力。衡量推力的物理量是加速度，计算公式为：

　　F=Ma

　　其中：
　　    F最大推力，单位：kg
　　    M=M1+M2
　　    M1：为活动系统重量
　　    M2：为负载重量，单位：kg

　　③ 频率范围
　　振动试验设备允许的工作频率范围，振动试验设备的频率范围主要决定于活动系统的一阶谐振频率范围，尤其对于电动振动台，其额定上限频率约为一阶谐振频率的1.2倍左右。如下图所示：

　　④ 最大位移
　　机械振动台的最大位移决定于激振器的偏心力矩，受系统结构限制最大位移一般为5mm，峰峰值为10mm。

　　电动振动台的最大位移决定于动圈的活动空间及承载簧的线性行程，目前的电动台最大位移一般为25.4mm，峰峰值为51mm。

　　⑤ 最大速度
　　机械振动台不受最大速度的限制，只受最大位移及最大加速度的限制。

　　电动振动台由于受功放最大输出电压的限制，存在最大速度，因为在最大速度时动圈绕线切割磁力线产生的反电动势要消耗功放电压。目前的电动台允许的最大速度为1.2-2m/s。

　　⑥ 最大加速度
　　最大加速度是振动试验设备空载时的加速度，是衡量振动试验设备推力的一项参数。

　　2. 常用的振动试验设备
　　振动试验设备分机械振动试验台、电液振动试验台、电动振动试验台、模拟汽车运输试验台。

　　① 机械式振动试验台
　　机械式振动试验台属低频大载荷振动试验台，频率为5-80Hz，载荷从50kg-1000kg，位移为5mm左右，加速度为3-20g。适宜于低频定振试验或低频定位移扫频试验，不能作定加速度扫频试验，机械式振动试验台是一种开环式振动试验设备。一次裝夹可实现垂直和水平两方向振动。

　　② 电液式振动试验台
　　电液式振动试验台属中低频大位移、大推力振动试验台，频率为2-200Hz，推力可达数十吨，位移可达50mm左右。适宜于低频定振试验或中低频扫频试验及随机试验和冲击实验。电液式振动试验台是一种闭环式振动试验设备。

　　③ 电动式振动试验台
　　电动式振动试验台属高频、大位移、大推力振动试验台，频率范围为5-3000Hz，推力可达十六吨，位移可达25.4mm。适宜于任何形式的给定信号的振动及冲击试验。电动式振动试验台是一种闭环式振动试验设备。

　　④ 模拟汽车运输试验台
　　可代替实际跑车试验。

　　3. 振动试验设备的选型及使用
　　首先应根据所做试验的频率范围及扫频方式选择振动台的类型(机械式振动台或电动式振动台)

　　(1)机械振动台的选型
　　机械式振动台是按载荷大小命名的，一般技术指标包括：
　　  · 载荷：15-1000kg
　　  · 台面尺寸：一般为方台面
　　  · 最大位移：5mm
　　  · 最大加速度：5-20g
　　  · 频率范围：5-80Hz
　　  · 试验方式：定频、定位移线性或指数扫频
　　  · 振动方向：垂直和水平

　　机械振动台的选型：根据试品重量、试品大小、及试品需要振动的方向选择振动台的型号。

　　(2)电动振动台的选型与使用
　　电动振动台是以推力大小命名，一般技术指标包括：
　　  · 推力
　　  · 载荷
　　  · 台面尺寸
　　  · 空载加速度
　　  · 最大位移
　　  · 频率范围：一般为5-3000Hz
　　  · 振动方向：可带水平滑台

　　电动台的选型：
　　电动台的选择一般需要考虑推力的大小、功率放大器、传感器和电荷放大器等几个方面的因素。推力大小的计算公式为：

　　F=(M1+M2)a

　　式中：
　　    F：试验所需推力
　　    M1：活动系统重量
　　    M2：试品重量
　　    a：试验加速度

　　典型振动试验系统原理

　　(3)模拟汽车运输试验台的选型及使用
　　模拟汽车运输试验台是以载荷大小命名的。模拟汽车运输试验台是实际跑车试验在实验室的真实再现。其一般指标包括
　　  · 载荷
　　  · 台面大小
　　  · 加速度总均方根值
　　  · 强化等级

　　本文由声振之家根据百度文库中《振动试验及振动试验设备》讲义的部分内容编辑而成。

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