科普|什么是振動試驗(yàn)?有什么用?
什么是振動試驗(yàn)?
振動試驗(yàn)是在試驗(yàn)室模擬產(chǎn)品在運(yùn)輸、安裝及使用環(huán)境下所遭遇到的各種振動環(huán)境影響,用來確定產(chǎn)品是否能承受各種環(huán)境振動的能力。振動試驗(yàn)的目的是確定產(chǎn)品從制成開始,在運(yùn)輸、使用及工作過程中可能承受外來的振動或自身產(chǎn)生的振動時,而不被破壞并能保持其原有性能,達(dá)到預(yù)期的壽命和可靠性。
根據(jù)施加的振動載荷的類型把振動試驗(yàn)分為正弦振動試驗(yàn)和隨機(jī)振動試驗(yàn)兩種。正弦振動試驗(yàn)包括定額振動試驗(yàn)和掃描正弦振動試驗(yàn)。掃描振動試驗(yàn)要求振動頻率按一定規(guī)律變化,如線性變化或指數(shù)規(guī)律變化。振動試驗(yàn)設(shè)備分為加載設(shè)備和控制設(shè)備兩部分。加載設(shè)備有機(jī)械式振動臺、電磁式振動臺和電液式振動臺。電磁式振動臺是目前使用最廣泛的一種加載設(shè)備。振動控制試驗(yàn)用來產(chǎn)生振動信號和控制振動量級的大小。振動控制設(shè)備應(yīng)具備正弦振動控制功能和隨機(jī)振動控制功能。振動試驗(yàn)主要是環(huán)境模擬,試驗(yàn)參數(shù)為頻率范圍、振動幅值和試驗(yàn)持續(xù)時間。
振動試驗(yàn)包含的項(xiàng)目很多,從試驗(yàn)所加載荷性質(zhì)分類分為:正弦振動試驗(yàn)、隨機(jī)振動試驗(yàn)、混合試驗(yàn)(正弦+隨機(jī)振動試驗(yàn)、隨機(jī)+隨機(jī)振動試驗(yàn)、炮擊振動試驗(yàn)等)、拍頻試驗(yàn)等。
一、振動試驗(yàn)的目的
根據(jù)任務(wù)的不同,試驗(yàn)可以分為功能試驗(yàn)、強(qiáng)度試驗(yàn)和耐振試驗(yàn)。
強(qiáng)度試驗(yàn)用來評估產(chǎn)品承受規(guī)定的嚴(yán)酷程度振動并在激勵卸除后維持正常工作狀態(tài)的能力。在進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)時,振動可能會導(dǎo)致產(chǎn)品的機(jī)械損傷(疲勞),從而可以用來預(yù)計(jì)產(chǎn)品在承受振動狀態(tài)下的使用壽命。
耐振試驗(yàn)用來評定產(chǎn)品在振動條件下運(yùn)行和維持工作參數(shù) 在可接受范圍內(nèi)的能力,通常在進(jìn)行耐振試驗(yàn)時,產(chǎn)品在正常工作條件和受振動狀態(tài)下可以工作到規(guī)定的時間而不產(chǎn)生機(jī)械損傷,產(chǎn)品在運(yùn)轉(zhuǎn)期間的缺陷和故障宜被記錄下來。
振動試驗(yàn)?zāi)康?/strong>
a:研制試驗(yàn):用于確定裝備的特性,暴露設(shè)計(jì)和構(gòu)造的不足及評價(jià)糾正措施
b:鑒定試驗(yàn):確定裝備是否滿足特定環(huán)境要求
c:功能試驗(yàn):驗(yàn)證裝備暴露在最惡劣的運(yùn)行環(huán)境條件下是否能正常工作
d:耐久試驗(yàn):對環(huán)境壽命周期高精度的模擬
e:可靠性試驗(yàn):獲得裝備失效率的統(tǒng)計(jì)規(guī)律,試驗(yàn)件通常較多
二、試驗(yàn)方法
試驗(yàn)室振動試驗(yàn)方法可使用各種形式的正弦和多頻激勵:如定頻正弦、掃頻正弦、隨機(jī)(窄寬或?qū)拵В┮约盎旌鲜降模酥?,激勵可以是多想的或多點(diǎn)的、或多向多點(diǎn)的。
試驗(yàn)規(guī)范通常采用 下列的波形:
1、定頻正弦
2、掃頻正弦
3、寬帶隨機(jī)
4、時間歷程
5、正弦拍頻
三、正弦振動
1、定頻正弦振動
該激勵是在感興趣的頻率范圍內(nèi),連續(xù)施加給試件的一組規(guī)定幅值的單頻正弦振動過程。手動調(diào)整頻率和幅值,并由控制系統(tǒng)來保持位移和加速度的幅值。設(shè)置的試驗(yàn)條件包括頻率范圍(頻帶)、單個的固定頻率、試驗(yàn)持續(xù)時間和位移、速度或加速度的幅值。
2、掃描正弦振動
這種激勵是在低頻段由位移,在高頻段由加速度定義的等幅正弦信號。它在感*趣的頻率范圍內(nèi),連續(xù)的從低頻限掃到高頻限,或反之。交越頻率一般位于10 Hz~500 Hz的范圍內(nèi)。由專門的控制系統(tǒng)來保證位移和加速度的幅值。在掃頻期間,試件的機(jī)械諧振以及在機(jī)械和性能上的異常表現(xiàn)都將被觀測和識別。要確定的試驗(yàn)條件包括頻事范圍、位移和加速度幅值、交越頻率、掃描率和試驗(yàn)持續(xù)時間。
3、寬帶隨機(jī)振動
在感興趣的頻率范圍內(nèi),由近似實(shí)際工作條件的加速度譜密度形狀所確定的寬帶隨機(jī)激勵是在工作臺面或試件的控制點(diǎn)灶產(chǎn)生的。其試驗(yàn)條件包括試驗(yàn)頻帶內(nèi)加速度譜密度的量級。
4、時間歷程法
該試驗(yàn)是對試件施加一時間歷程的激勵,這個時間歷程是用具有模擬短持續(xù)時間隨機(jī)力作用特征的響應(yīng)譜來表示的。時間歷程可以來源于自然界的事件(自然時間歷程),或來自隨機(jī)取樣,或作為一個合成信號(人工時間歷程)獲得。由于耦合方式的組合效果,它用內(nèi)古寬帶響應(yīng)譜的單一試驗(yàn)波同時激出試件所有的橫態(tài)。
該試驗(yàn)適用于在使用中承受短持續(xù)時間隨機(jī)動態(tài)力(例如由地震,爆炸或運(yùn)輸引起的動態(tài)力)的試件。
要確定的試驗(yàn)條件包括感興趣的頻率范圍,所需要的響應(yīng)譜,時間歷程的數(shù)值和持續(xù)時間,響應(yīng)的峰值。
5、正弦拍頻法
該試驗(yàn)是以預(yù)置次數(shù)的正弦拍頻(見圖1)對試件進(jìn)行定頻(其頻率可以設(shè)為由實(shí)際應(yīng)用得出的經(jīng)驗(yàn)值或步長改變不超過1/2倍頻程的量值)激勵。這些固定頻率可以是通過振動響應(yīng)研究確定的臨界頻率。
要確定時試驗(yàn)條件包括頻率范圍,試驗(yàn)量級,正弦拍頻周期數(shù),正弦拍頻次數(shù)。控制系統(tǒng)保證其交越頻率以下的位移幅值和交越頻率以上的加速度幅值。
享檢測可以根據(jù)用戶需求進(jìn)行振動試驗(yàn),該試驗(yàn)是指評定產(chǎn)品在預(yù)期的使用環(huán)境中抗振能力而對受振動的實(shí)物或模型進(jìn)行的試驗(yàn)。享檢測振動試驗(yàn)的目的是考核產(chǎn)品在規(guī)定嚴(yán)酷程度的振動負(fù)荷下保持其工作特性和完整性的能力。