振动试验项目开展之前,需要拿到测试条件,清楚的明确你想要的结果,这个时候就要判定你所选择的振动台设备能否满足要求,需要进行精确的计算。对于刚刚接触振动试验台的新人又会觉得无从下手,本文从实际应用的角度简单介绍如何判定。
一、了解振动台的原理和结构
电磁振动试验台系统有几大部分组成,台体、控制仪、功率放大器(简称功放)、振动台、制冷单元(有风冷、水冷、油冷多种形式)、传感器。
驱动线圈中通入交流电,动圈将受到磁场交变力的作用,使活动系统产生运动,即电→磁→力。由于试样尺寸及安装方式的不同,一般都需要安装垂直扩展台面。又因为试验要求水平方面的振动台,一般也需要有水平滑台。
垂直扩展台面(方形,圆形)
水平滑台的组成:导轨、花岗岩平台、金属台面、连接头、油压系统等。通过油压系统在花岗岩平台和金属台面之前泵入润滑油形成油膜,便于减小金属台面沿着导轨在水平向运动的摩擦力。金属台面通过连接头与振动台连接。
二、振动试验需要考虑的条件
最重要最基本的一个公式:
f=ma
1、推力(f) 单位是牛(N)
推力一般有振动台标称最大推力,平常所说的多少吨台子,或者多少公斤的台子。推力的单位是牛顿(N),力的单位换算成质量单位就是吨或者千克,比如标称20KN的振动台通常称作2吨推力的振动台。
2、质量(m) 单位是千克(kg)
质量分为以下几个可能的部分
1)试样的质量m1
2)夹具的质量m2
3)连接头的质量(一般是水平向试验时需要计入)m3
4)扩展台面的质量(水平滑台或者垂直扩展台面的质量)m4
5)动圈的质量(这是基本是一个恒定值)m5
所以m=m1+m2+m3+m4+m5+…
3、试验要求的最大加速度(a)单位:m/s^2或者g
换算关系:10*m/s^2=g
随机振动中用加速度均方根值(Grms 单位:g)
Grms由ASD或者PSD通过复杂的计算得到。
PSD曲线图例
功率谱密度(PSD单位:g^2/Hz)
加速度谱密度(ASD 单位:(m/s^2)^2/Hz)
两者换算关系:
1 g^2/Hz=(9.8 m/s^2)^2/Hz=96.04 m^2/s^3
4、位移,单位mm
一般振动台都会标称比如:最大位移(p‐p):76mm,只要不超过这个就可以了。
5、频率范围,一般的电动振动台的频率虽然标称频率范围:2~2700Hz,但是实际一般工作频率在5~2500Hz范围,如果低于5Hz或者高于2500Hz就有可能做不了。
根据经验:客户给到的振动试验条件,一般能够给到的较多的是试样质量(重量),最大加速度值或者Grms值ASD或PSD。这样我们就可以计算现有设备能否满足相关条件,同时还要考虑瞬间超载的情况,通常这个系数为0.8。
因此f=ma就必须细化为:
f=(m1+m2+m3+m4+m5+…)a/0.8