一振动测试概论详解.ppt

振动测量传感器的选择 正确的选用应该基于对测量信号以下三方面 的分析和估算。  1)??被测振动量的大小???2)??被测振动信号的频率范围???3)??振动测试现场环境 激振设备的分类 振动台 机械式、电动式、液压式、压电式 激振器 机械式、电动式、液压式、压电式 分布力 集中力 按工作原理 机械式、电动式、液压式、压电式、磁吸式 按振动方向 单方向 垂直、水平、扭转 一维振动 多方向 垂直、水平 二维平面或三维空间振动 按振动波形 简谐振动、冲击振动、随机振动、任意波形振动 按使用方式 激振设备的基本特性参数 1、最大激振力 2、最大负荷 3、最大空载和满载加速度 4、最大位移和最大速度 5、使用频率范围 6、失真度 7、台面的均匀度 8、台面的横向运动 机械式振动台与激振器 1、直接驱动式 当它们的主轴由电机带动旋转时，台面即产生确定的振动 台面是由主轴经过一个机构直接驱动的 曲柄滑块机构 正弦机构 凸轮顶杆机构 台面的位移 机械式振动台与激振器 振幅的大小由偏心距确定 振动频率由偏心轮回转速度确定 转速是可调的 频率范围窄，下限频率决定于调速机构在低速时稳定程度，上限频率受轴承磨损等因素的影响，不会太高，一般在50-60赫兹。 输出波形较差 直接驱动式振动台的特点 2、离心式振动台 工作原理 试验物体 台面 台体 两个转轴通过一对齿轮齿和，并由电机带动以相等的角速度、相反的转向转动，每一轴上有一质量为m、偏心距为e的偏心块，每一偏心块就有一离心力作用在转轴上，如果两偏心块的相对位置配置的好，则两个力的水平分力相互平衡，而垂直分力合成为一合力，若转轴以等角速度转动，则合力呈简谐变化，这个力通过激振器的外壳作用于被试验的物体上。 激振力的大小 机械式振动台与激振器 离心式振动台的特点 振动台的位移 激振力与振动频率平方成正比 振幅在ω?ω。时只与偏心块质量、偏心距及台面总质量有关，而与振动频率几乎无关。 频率范围窄，一般为10-100赫兹之间 输出波形较好 机械式振动台与激振器 电动式振动台 组成：运动系统---线圈骨架、线圈、连杆、支撑弹簧和台面 磁路系统---励磁线圈（永久磁铁）、环形空气隙和外壳 动圈 台面 励磁线圈 磁路 动圈 台面 励磁线圈 磁路 动圈 台面 励磁线圈 磁路 芯杆 a b c 电动式振动台 频率特性 1、力学模型如图所示，其中 和 分别为台面和动圈质量 和 分别为台面相对动圈的刚度 和阻尼系数 和 分别支撑弹簧的刚度和 阻尼系数 电动式振动台 2、运动方程 令 则有 其中 当 较低时，由于 ， 和 可看作是刚体连接，系统可简化为如图a所示的单自由度系统，其运动方程为： 电动式振动台 b 则有 将两种情况结合起来得振动台频率特性曲线为 当 较高时，由于 ， 可忽略，系统可简化为如图b所示的两自由度系统，其运动方程为： 电动式振动台 磁场产生的方式 支撑弹簧 驱动线圈的阻抗特性 冷却方式 特点： 1、频率范围宽，下限1-10Hz，上限 上万Hz。 2、输出加速度波形好 3、输出推力大，易调节和控制 4、操作方便，可实现多种波形振动 5、造价高 电动式振动台 电动式振动台 电动式振动台--水平滑台系列 电动式激振器 电动式激振器的结构如图所示，驱动线圈7固装在顶杆4上，并由支承弹簧1支承在壳体2中，线圈7正好位于磁极与铁芯6的气隙中。当线圈7通过经功率放大后的交变电流i时，根据磁场中载流体受力的原理，线圈将受到与电流i成正比的电动力的作用，此力通过顶杆传到被测对象，即为激振力。但是，由顶杆施加到被激对象上的激振力，不等于线圈受到的电动力。传动比（电动力与激振力之比）与激振器运动部分和被测对象本身的质量刚度、阻尼等因素有关，而且还是频率的函数。只有当激振器可动部分质量与被测对象的质量相比可略去不计，且激振器与被激对象的连接刚度好，顶杆系统刚性也很好的情况下才可以认为电动力等于激振力 绝对式电动激振器的安装二 ? 为了保证测试精度，做到正确施加激振力，必须在激振器与被激对象之间用一根在激励力方向上刚度很大而横向刚度很小的柔性杆连接，既保证激振力的传递又大大减小对被激对象的附加约束。此外，一般在柔性杆的一端串联着一力传感器，以便能够同时测量出激振力的幅值和相位角 1—激振器? 2—试件? 3—弹簧? 4—柔性杆 电动式激振器 电动式激振器 电磁式激振器 电磁式激振器直接利用电磁力作激振力，常用于非接触激振场合。特别是对回转件