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怎样选用振动台/振动试验台

日期：2024-10-03 06:07

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摘要：

怎样选用振动台/振动试验台

一.概述

振动试验是力学环境试验中的一种。振动台就是用于此类试验的专门的力学环境试验设备。

二．振动的描述

1．什么叫振动

振动是一种波动。机械振动是物体在平衡点附近反复进行的机械运动。

2．振动的分类

振动可分为随机振动和周期振动。

周期振动包括正谐、多谐、方波、锯齿波。

周期振动都可分解为一系列简谐振动之和。

按是否有外力推动，振动又可分为自由振动和强迫振动。

3．正谐振动的描述

3．1 频率、角频率

频率和角频率都是用来描述单位时间内振动的次数的。

每秒钟振动的次数，称为振动的频率，常用f表示。单位是：次数/每秒，用Hz表示。

假如用机械转子激振器每秒钟的转动弧度数来描述振动，称为振动的角频率，常用ω表示。单位是：弧度/每秒。

频率和角频率之间有如下的关系:

ω=2πf

3.2 位移、速度、加速度

位移、速度和加速度都是用来描述振动的幅度的。

位移是指振动时物体离开平衡位置的*大距离，常用A表示。单位是：米(m)。

速度是指振动时物体运动的*大速度，常用v表示。单位是：米/每秒(m/s)。

加速度是指振动时物体运动的*大加速度，常用a表示。单位是：米/每秒平方（m/s²）。有时也用重力加速度g来表示：g=9.8m/s²。

在正弦振动的情况下，且使用国际单位制时，位移、速度、加速度三者之间有如下的关系：

v=ωA=2πfA

a=ωv=ω²A=(2πf)²A

四．振动台的分类、原理、特点

振动台按它们的工作原理可以分为电动台、机械台、液压台三种。

电动台以输出激振力为主要规格。它的频率范围*宽，一般为5-3000Hz。*大位移一般为±12-25mm。*大加速度一般可达100g。配以水平滑台可以作水平振动。配以随机控制仪可以作随机振动。精度指标好。但是它的台面尺寸小,常须另配辅助台面；运行成本及价格比较高。常用于电工、电子元器件等产品的高频、高加速度振动试验。

机械台以*大负载为主要规格。频率范围一般为5-80Hz。*大位移一般为±3-5mm。*大加速度一般可达10g。台面尺寸大。一般不用配水平滑台即可作水平振动。价格低。但它的噪音较大，也不能作随机振动。常用于电工、电子、光学仪器等产品的整机振动试验。

液压台以输出激振力为主要规格。频率范围一般为1-200Hz。*大位移一般为±100-200mm。*大加速度一般可达10g。配以水平滑台可以作水平振动。配以随机控制仪可以作随机振动。但它的噪音较大，运行成本及价格比较高。常用于汽车等产品的整车振动试验；建筑、水利工程的地震模拟振动试验。

以上三种振动台在失真度、横向振动、均匀度等方面都可达到一定的精度指标，满足相应的标准。

除了以上三种振动台之外，还有一种以电磁铁原理工作的振动台（常称作振动器），它的位移振幅在±1-3mm左右。可作为工艺过程中的振动试验。但它在失真度、横向振动、均匀度等方面都不能作考核。

1．电动台

电动振动台是三种振动台（电动、机械、液压）中频率范围*宽，性能*好的一种。它是根据通电导体在磁场中受到安培力作用的工作原理，向处于恒定磁场中的动圈输入交变电流，从而在动圈轴线方向产生交变的激振力，并通过和动圈连成一体的振动台面传递给试件。改变输入电流的频率和幅度，即可调节输出振动的频率和幅度。

电动台在规定的频率范围内，能进行指数式定位移-定速度-定加速度往复自动扫频振动，其扫频速率可调（其中包括1倍频程/分钟）。

^{1．1 设备系统框图}

^{1．2 设备结构示意图}

¹^{.3 设备配置及描述}

^{1．3．1 激振系统}

^{激振系统即是电动台体，它主要由以下几个部分组成。}

^{由磁钢体、磁钢底、磁钢盖、中心磁极、励磁线圈等元件组成的磁路系统；}

^{由台面、驱动线圈、台面螺钉等组成的动圈系统。}

^{由导轮、轴承、导杆、空气弹簧等组成的下导向及悬挂系统。}

^{由导轮、导轮座、摇臂等组成的上导向系统。}

^{由立柱、耳轴、滑杆、直线轴承、弹簧等组成的台体悬挂系统。}

^{1．3．2 冷却风机}

^{冷却风机主要用于冷却电动台体中动圈和励磁线圈在工作中所产生的热量，以保证它们能长期工作。}

^{冷却风机系统主要由特制高压离心风机、消声器、风管等组成。}

^{1．3．3 振动控制仪}

^{振动控制仪主要用于产生振动信号并对其进行控制（如压缩、定频、定时、扫频等）。还可以借助于一个装在振动台面上的传感器，测量振动的频率和幅值，并形成一个闭环的振动控制系统。}

^{振动控制仪主要由信号发生器、信号控制电路、电荷放大器、测量电路、电源等组成。}

^{1．3．4 功率放大器}

^{功率放大器主要用于将振动控制仪所输出的小信号放大到足以推动电动台工作。并给电动台提供励磁电源。}

^{功率放大器主要由前置放大器、中间放大器、末级放大器、保护电路、励磁电源、电源等部分组成。}

^{2．机械台}

^{机械台的特点是：台面尺寸大、承载能力大、功率消耗小、容易实现水平振动。缺点是频率范围窄，躁音大。}

^{3．液压台}

^{液压台的特点是低频，大位移。位移可达100-200mm。主要用于模拟地震、海运等振动环境。}

^{4．振动器}

^{固定频率，无精度。}

^{5．辅助装置}

^{5．1 水平滑台}

^{水平滑台用于和振动台体相配合，实现水平振动。它主要由以下部分组成：}

^{由台面、台面螺钉、联接头组成的台面系统。}

^{由机座、大理石组成的基床系统。}

^{由下导向、节流器、液压泵站组成的液压系统。}

^{5．2 辅助台面}

^{五．性能和名词解释}

^{1．推力振动台的输出激振力。}

^{2．扫频振动频率在设定的上限和下限两个频率范围内来回变动。}

^{3．台面质量振动台台面及运动部件的重量。}

^{六．产品选型}

^{1.^{频率首先考虑所需的振动频率。频率在80Hz以下，可考虑机械台；频率在1-200Hz范围内，可考虑液压台；频率在0-3000Hz范围内，只有电动台。}}

^2.^{幅值位移振动幅值在±5mm以下，可考虑机械台；位移振动幅值在±12mm以下，可考虑电动台；位移振动幅值达到±100mm，只有液压台。}

^{3.负载除了选在振动台额定范围内外，负载直接影响振动幅值。特别对电动台的负载加速度有直接影响。}

^{4.方向对于较大的负载，选用电动台和液压台时，都需要配水平滑台。}

^{七．适用标准}

^{GB2423.10-95 中华人民共和国国家标准}

^{电工电子产品基本环境试验规程}

^{试验Fc: 振动(正弦)试验方法IEC68-2-6 国际电工委员会基本环境试验规程试验 Fc: 振动(正弦）
对应产品：振动试验台低频震动试验机简户震动试验机 *好的震动台}

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