相关术语定义(《GB/T 2298-2010机械振动、冲击与状态监测 词汇》)
1) 正弦振动:振动参量可由时间自变量的正弦函数描述的周期运动。
2) 频率:周期的倒数
注:频率的单位是赫兹(Hz),相当于每秒循环一次
3) 振幅:位移与相对位移,表征物体上一点相对于某参考系的位置变化的时间变量;峰-峰值,给定时间区间内振动较大正值与较大负值之间的差值。
4) 交越频率:振动的某一特征从一种关系转变为另一种关系时的频率。
振动试验对产品、设备、工程等在运输、使用等环境中所受的振动环境进行模拟,以检验其可靠性以及稳定性。机械振动试验用来确定机械的薄弱环节,产品结构的完好性和动态特性、常用于型式试验、寿命试验、评价试验和综合试验。对于汽车电子耐振动能力更为重要。
振动试验类型主要分为:
1)环境适应性试验:通过选用试验对象未来可能承受的振动环境去激励对象,检验其对环境的适应性。
2)动力学强度试验:考核试验对象结构的动强度,检验在给定的试验条件下试件是否会产生疲劳破坏,这类试验的对象主要是结构件。
3)动力特性试验:用试验的方法测试出对象的动特性参数,如振型、频率、阻尼等。
4)其他试验:如振动筛选试验,其目的是对生产线上的元器件、组件、整机进行振动筛选,找出工艺中的薄弱环节,剔出低质量的产品从而提高整个产品的可靠性。
在振动试验室内使用的激励设备就是振动台。用于振动试验的振动台系统从其功能来分,可分为单一的正弦振动试验台和可完成正弦、随机、正弦加随机等振动试验和冲击试验的振动台系统。从振动台的激振方向,即工作台面的运动轨迹来分,可分为单向(单自由度)和多向(多自由度)振动台系统。从振动台激振方式上可分为三类:机械式、电液式和电动式。
试验中究竟使用哪种振动台,首先要看试验频率范围。电液台适用于中低频范围,电动台适用于中高频范围,机械台频率范围较窄。此外还要从推力大小、波形优劣、控制的方便性等方面综合考虑。实际使用中以电动式振动台应用范围较广,约占60%以上,特别是在宽带随机振动试验领域。但随着使用目的与要求的不同,在选择振动台时还需注意以下几点:
1. 由于电动振动台波形失真度较小,在很宽的范围内可达到1%~3%,甚至更低,且信噪比高,因此作为计量标准用的振动试验台,通常选用电动振动台,而且一般选用永磁式振动台。
2. 电液台具有大推力、**低频、长冲程、重负载等四大优点,因此适合推力**过200kN,频率用到**低频(1Hz以下)的振动试验。
3. 机械台只能用于几赫兹到100Hz,其直接驱动时频率范围更窄。机械式振动台比较*转垂直、水平振动或倾斜振动等振动方向,而且机械台结构牢固、价格低廉,但它一般只能用于正弦试验。振动控制设备是振动试验室内用来控制振动台的装置,按其功能一般分为正弦控制仪、随机控制仪和多功能控制仪三类。正弦振动控制仪的选取一般应根据试验的要求考虑频率范围、交越点数目、扫描速率范围及扫描方式。
选择随机振动控制仪(或系统)时,首先要根据使用要求,即要进行何种类型的试验,一般只要能满足试验要求的控制仪就可以。在数字式控制仪刚刚出现时,多半都是多用途的控制仪,目前单一功能和多用途的振动控制仪并存。多用途控制仪用于大型振动试验室和研究所试验室,而单一功能的控制仪适用于工厂振动试验室,直接为生产服务。