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振動(dòng)試驗(yàn)類型及試驗(yàn)設(shè)備的基本參數(shù)和選型

嘉峪檢測(cè)網(wǎng) 2019-12-23 14:36

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

振動(dòng)試驗(yàn)類型及試驗(yàn)設(shè)備的基本參數(shù)和選型

3. 窄帶隨機(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?lái)模擬在不同路面上的振動(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。

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)

① 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。

② 最大推力

振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備所能產(chǎn)生的最大激振力是試驗(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

其中：

F最大推力，單位：kg

M＝M1+M2

M1：為活動(dòng)系統(tǒng)重量

M2：為負(fù)載重量，單位：kg

③ 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：

振動(dòng)試驗(yàn)類型及試驗(yàn)設(shè)備的基本參數(shù)和選型

④ 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。

⑤ 最大速度

機(jī)械振動(dòng)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1.2－2m/s。

⑥ 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)。

① 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5－80Hz，載荷從50kg－1000kg，位移為5mm左右，加速度為3－20g。適宜于低頻定振試驗(yàn)或低頻定位移掃頻試驗(yàn)，不能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(kāi)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)。

② 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2－200Hz，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。

③ 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5－3000Hz，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。

④ 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，一般技術(shù)指標(biāo)包括：