第3章机械装备动态性能4_5节.pptVIP

第4节 激振设备; 激振设备种类很多，根据结构原理可分为机械式、电磁式、液压式和压电式等多种形式。;一、 激振器;惯性式激振器示意图; 偏心质量齿轮旋转时，两质量的惯性力的合力在铅区直方向以简谐规律变化，在水平方向合力为零，则激振力的大小; 使用时，将激振器固定在被测物体上，激振力带动物体一起振动。此类激振器一般都用直流电动机带动，改变直流电动机的转速可调节干扰力的频率。;2、电磁式激振器; 电磁式激振器由磁路系统（包括励磁线圈、中心磁级、磁极板）与动圈、弹簧、顶杆、外壳等组成。动圈固定在顶杆上，处在中心磁极与磁极板之间的空气气隙中；顶杆由弹簧支撑，工作时顶杆处于限幅器的中间，弹簧与壳体相连接。; 力F使顶杆作上下运动，由顶杆传给试件的激振力是电磁感应力F和可动部分的惯性力、弹性力、阻尼力等的合力。但由于激振器的可动部分质量很小，弹簧较软（激振器弹簧通常做成失稳状态，即在一定范围内，弹簧力不随弹簧变形而改变），所以在一般情况下，其惯性力、弹性力和阻尼力可以忽略。当输人动圈内的电流Ie 。以简谐规律变化时，则通过顶杆作用在物体上的激振力也以简谐规律变化。; 使用这种激振器时，是将它放置在相对于被测试物体静止的地面上，并将顶杆顶在被测试物体的激振处，顶杆端部与被测试物体之间要有一定的预压力，使顶杆处于限幅器中间，且要注意满足相应的跟随条件式。激振前顶杆应处于振动的平衡位置，这样激振器的可动部分和固定部分才不发生相应的碰撞。; 与电磁式激振器配套使用的仪器有信号发生 器、功率放大器和直流稳压电源。连接方框图如 图 所示。（磁场采用永久磁铁产生时，激振器不需要直流电源。）; 信号发生器是产生一定形式、一定频率范围和一定大小振动信号的设备，并向多功能形式发展，即同一信号发生器可产生多种振动信号，正弦、脉冲（分波、三角波）随机和瞬态随机等多种激振信号。 功率放大器是将信号发生器输出的电压信号进行放大，给激振器提供与电压信号成正比的电流，以使电磁式激振器产生符合要求的激振力。; 电磁式激振器的优点是能获得较宽频带（从零赫兹到1万赫兹）的激振力，即产生激振力的频率范围较宽。而可动部分质量较小，从而对被测物体的附加质量和附加刚度较小，使用也方便。因此，应用比较广泛，但这种激振器的缺点是不能产生太大的激振力。 电磁式激振器的安装方式有许多种，一般以下面三种安装方式为主。; 1．激振器固定安装方式 如图所示，这种固定方式要求安装后，激振系统的共振频率要高于激振器工作频率的3 - 4倍以上。为此，应尽可能采用刚性较好的支架。在这种情况下，传递给试件的激振力就等于驱动线圈产生的电磁感应力F。;激振器固定安装方式; 2．弹性悬挂安装方式 用弹簧或橡皮绳将激振器悬挂在支架上，如图所示。它要求安装频率要远低于激振器的工作频率。此时施加于试件的激振力近似地等于驱动线圈产生的电磁感应力F。用手握激振器对试件做激振试验就属于这种安装方式，一般手握激振器的固有频率大约为2 Hz一3 Hz。;激振器悬挂安装方式; 3．弹性安装方式 弹性安装方式如图示，它适用于试验物体的质量远大于激振器的质量，激振器的工作频率远远高于安装共振频率的情况。; 从以上三种安装方式可以看出，激振器都通过激振顶杆和试件刚性地连接在一起，或者 通过预压力和试件连接起来。这样，试件就等于在激振点处附加了一定的质量、刚度和阻 尼，它对试件的动态参数会产生一定的影响。因此激振器的选择原则是以能激起试件振动为 前提，尽量选用功率小、质量小、刚度小的激振器。对于轻型结构、刚度很弱（如薄板）的 试件，则要采用非接触式激振器激振为好。;二、振动台;机械式振动台的工作原理; 由于机械摩擦和轴承损耗的影响，这种振动台频率一般不能超过50 Hz。连杆偏心式振动台的主要优点是能够得到很低的频率，且振幅与频率的变化无关；主要缺点是不能进行高频激振，小振幅时失真度较大。一般来说，连杆偏心式振动台的有效频率范围为0 . 5 Hz - 20 Hz； 惯性离心式振动台的有效频率范围为10 Hz --70 Hz，且振幅在大于0.1 mm以上时效果较好。 机 械式振动台的优点是结构简单，容易产生比较大的振幅和激振力；缺点是频率范围小，振幅调节比较困难，机械摩擦易影响波形，使波形失真度较大。;2、电磁式振动台;电磁式振动台结构原理图; 电磁式振式台的优点是，噪音比机械式振动台小，频率范围宽，振动稳定，波形失真度小，振幅和频率的调节都比较方便。缺点是有漏磁场的影响，有些振动台低频特性较差。电