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振动试验入门——振动试验装置装机及使用需要注意的几点3

2024-12-18 新闻中心

  试验体要做振动试验进行评价,就必须将其紧紧地固定在振动试验台的振动台面上。因此,要准备各种各样的夹具来固定试验体,一般有垂直扩展台面、水平滑台、立方体夹具、L型夹具等,如下各图所示。

  以上是常见的振动试验用夹具,若试验体不能直接安装其上,则需要另行设计夹具用来安装试验体。夹具的设计看上去很简单,但其实不然。尤其是在避免共振频率上面,需要充分地探讨和设计经验。

  下面就夹具的评价办法来进行简单说明,在这之前先了解一下台面均匀性和横纵比的概念。因为,设计好的夹具都是经过测量这两个性能,使用人员和设计人员不断争吵,一直在改进,不断磨合,从而得到特性适合振动试验的夹具。

  台面均匀性和横纵比振动试验进行时,一定要注意台面均匀性和横纵比这两个方面。

  台面均匀性是指振动台面上各点处的振动量级大小是否一致。例如,使用垂直扩展台的时候,默认为台面上的各点振动量级是一样的,但其实不然。一般夹具或试验体都有一个共振频率(固有频率),由于这个共振频率,会导致台面各点的振动量级不一。通过观察垂直扩展台的共振状态,如下图所示,垂直扩展台的边缘由于共振影响会大幅摇晃,而中心处基本不晃动,各点振动量级是有差异的,即台面均匀性差。

  横纵比即横向振动,虽然是垂直方向振动,但和垂直方向垂直的面(水平方向)上也有一个振动分量,主要也是夹具的共振影响,如下图。有的振动试验,水平方向的振动量级反而比垂直方向的振动量级大,导致没办法判断正确的加振方向。当然,不仅和试验体或夹具的特性有关,也和控制用加速度传感器的安装的地方有关,需要注意。

  加振夹具的评价方法合适的振动夹具是指在振动频率范围内及加振方向下,所有点的振动达到振动量级均一(台面均匀性高),横纵比小的夹具。如何测量这两个特性,可按照下图安装加速度传感器,控制加速度10m/s2振动,正弦扫频即可。通过监测传感器(图中个数偏少,可多加几个监测加速度传感器。)的响应加速度来对加振夹具进行评价。

  从台面均匀性图像中能够准确的看出,该夹具和试验体系统,垂直方向在200Hz处有共振,和控制加速度传感器处相比,超过100Hz后,振动的均匀性就开始变差。同样,从横纵比图像中能够准确的看出,约在100Hz处横纵比达到垂直方向加振量级的70%左右,约在300Hz处比垂直方向的加振量级大。通过以上分析,能够准确的看出,该夹具只能满足100Hz以下的振动,超过100Hz的振动试验无法正确对应。

  100Hz的共振频率还是太低了。当然有时候怎么修改也无法改变这个共振频率的影响,比如大尺寸大质量的垂直扩展台,这样一个时间段如果控制加速度通道能保证试验进行下去,那也只能进行适当妥协。为减少共振点的影响也能够使用多点平均控制的方式,提高台面均匀性和横纵比的特性,那是后话了。

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