三：磁流变减振实验台.docVIP

第三章 磁流变振动测试台 3.1磁流变振动测试台的结构设计 3.1.1 磁流变振动测试台的设计思想 为了检测磁流变橡胶减振器的各个性能参数，必须设计一套与之相配套的振动测试装置，由于磁流变橡胶减振器只能在一个方向上工作，属于一维减振器，所以振动台的设计只需考虑上下方向的运动就可以，课通过齿轮机构和两个偏心块的结构来实现只有上下振动消除水平方向的力。在检测磁流变橡胶减振器的性能参数时，由于要考虑到不同的工况，所以在结构设计时还需考虑激振力和振动频率可调。对于激振力的调整可以考虑选用可调偏心激振装置，对于振动频率的调节只要选择调节电机的转速就可以实现。 3.1.2 磁流变振动测试台的动力学模型 本文所设计的磁流变振动测试台属于单自由度振动系统，图3.1为振动测试台动力系统模型，为起振质量，分为减振器的刚度，为阻尼系数，为激振力。其动力学方程如下： （3.1） 引入描述单自由度阻尼振动的特性参数 系统固有频率： 临界阻尼系数： 阻尼因子： 则式3.1可写为： （3.2） 由式3.1可得到起振部位移对激振力的传递函数为： （3.3） 3.1.3 磁流变振动测试台的结构设计 磁流变振动.2所示。其传动路线如下：电源变频器异步电动机皮带轮一对参数相同的啮合齿轮两个齿轮轴两个可调偏心块，通过变频器调节电机的转速，通过手轮调节偏心块的偏心距，从而实现改变振动台激振力的目的。 3.1.4 磁流变振动测试台的各主要零件 1. 振动支架 由于此振动测试台是模拟振动压路机的工况，在其振动过程中的所需的激振力比较大，所以在设计振动台的振动支架过程中，要考虑振动支架的强度。在振动支架的组焊过程中，要采取防焊接变形措施。 2 振动测试系统.1 振动测试原理 磁流变振动振动台振动方向 图.5是测试原理传感器采集，采集的信号通过信号调理器进行放大、滤波、隔离后数据采集卡进行分析计算，然后控制电源对阻尼器输入的电流，以此改变的阻尼参数，达到所预期减振效果。 .2.2 振动测试1. 虚拟仪器与LabVIEW[11] 虚拟仪器（Virtual Instrument）是测控技术和计算机技术相结合的革命性产物数据采集卡、输入/输出卡、GPIB卡等软件VIEW、LabWindows/CVI等以及用户为实现各种测控功能设计的程序，主要是实现信号采集、控制、处理、结果输出等功能；电缆是信号的通道。虚拟仪器可由用户设计、定义，变换非常灵活。的功能主要软件。虚拟仪器不仅能执行传统仪器的功能，而且，还能执行传统仪器所无法实现的许多功能。一种多功能的图语言， 振动测试数据采集软件的编写 根据实验，LabVIEW软件数据采集，采用多通道连续采集模式来实现对的动态检测。 图.6为数据采集。在数据采集之前，程序对DAQ板卡初始化，板卡和内存中的Buffer是数据采集存储的中间环节。图.8是采用LabVIEW进行连续采集的一般 [68]。即传感器采集信号依次通过AI Config、AI Start、AI Read、Data Process、AI Clear几个子模块。在循环采样过程中，AI Config、AI Start、AI Clear只执行一次，在循环的外面，而循环内只做AI Read和必要的数据处理。 图.9和图.10是根据测试要求编写的数据采集程序前面板和后面板。在AI Config里面设置通道号、设备号缓存区大小，在AI Start里面设置扫描速度和连续采集模式，在AI Read里面设置从缓存区读取数据的速度。然后将采集得到的路信号分离，分别进行相应的处理最后用AI Clear来清除模拟输入操作和缓存区，释放DAQ卡的资源[]。数据采集采样频率是一个非常重要的参数。采样定理[]是选取采样频率的理论基础，理论上采样频率设置为被采集信号最高频率的2倍就可以，而实际常选用510倍[]，有时为了更好地还原信号波形，可以适当地选用更高的采样频率。本文根据实验数据的特点，取采样频率为信号频率的20倍。根据采样频率设置缓存区的大小和读取速度本文将缓存区的大小设置为扫描速度的两倍，将读取速度设置为缓存区的一半。可以保证连续时，缓存区的数据不会溢出数据丢失。.2.3 相关振动测试仪器的介绍 1. 数据采集卡：采用的数据采集卡为PCI-6。它的技术特性为：16位精度，16路单端或8路差分模拟输入，2路16位模拟输出。最高采样率是200kS/s。 2. 信号调理器：本采用的信号调理是由SCXI-1000机箱和16通道隔离多路服用器模块SCXI-1122 组成的。它能将采集到的传感器信号进行放大、滤波、隔离后数据采集卡PCI-6。 图.11是信号调