随机振动及试验技术-激振设备与激振技术

1、振动测试与分析技术振动测试与分析技术2009年8月沈阳航空航天大学沈阳航空航天大学艾延廷艾延廷2021-10-3011.1.振动过程的时域和频域描述振动过程的时域和频域描述2.2.振动传感器测量系统振动传感器测量系统3.3.频率分析及数字信号处理技术频率分析及数字信号处理技术4.4.振动激励设备和激振技术振动激励设备和激振技术5.5.结构模态试验分析结构模态试验分析6.6.旋转机械的振动测试技术旋转机械的振动测试技术 主要内容：主要内容：2021-10-3024 振动激励设备和激振技术振动激励设备和激振技术2021-10-304.14.1概述概述34 振动激励设备和激振技术振动激励设备和激振技

2、术2021-10-304.14.1概述概述44 振动激励设备和激振技术振动激励设备和激振技术2021-10-304.24.2 随机振动的等价条件随机振动的等价条件54 振动激励设备和激振技术振动激励设备和激振技术2021-10-304.24.2 随机振动的等价条件随机振动的等价条件xx xx ( )x t( )x t22xx 1122;ffff 1212,ffff()xGf()xGf( )x t( )x t( )x t64 振动激励设备和激振技术振动激励设备和激振技术2021-10-304.24.2 随机振动的等价条件随机振动的等价条件11()()xxGfGf ()xGf f 1f 2f 0

3、0 ()xGf f 0 0 1f 2f 22()()xxGfGf ()()xxGfGf与与()()xxGfGf( (4 4.4).4)4 4.5).5)74 振动激励设备和激振技术振动激励设备和激振技术2021-10-30 正正弦弦振振动动 自自动动控控制制仪仪 功功率率 放放大大器器 前前置置 放放大大器器 显显示示 记记录录仪仪 试试件件 振振动动台台 84 振动激励设备和激振技术振动激励设备和激振技术2021-10-30 扫描扫描 的时间：的时间：()dfdt 常常数数00 逆逆扫扫描描正正扫扫描描()/()dfdtdf dtf （lnln ）常常数数对对数数扫扫描描率率常常数数1ff1

4、1ln()ftf 或：或：1tff e ( (4 4. .6 6) )4 4. .7 7) )（4 4. .8 8) )（4 4. .9 9) )94 振动激励设备和激振技术振动激励设备和激振技术2021-10-30 12ktff 112tktff ef 2211ffffdfN 12,ff(4(4. .1010) )104 振动激励设备和激振技术振动激励设备和激振技术2021-10-30 114 振动激励设备和激振技术振动激励设备和激振技术2021-10-30 随随机机 信信号号源源 均均衡衡 设设备备 功功率率 放放大大器器 振振动动台台 保保护护 装装置置 124 振动激励设备和激振技术振

5、动激励设备和激振技术2021-10-30 ( )xGff 0( )yGf f 0f 0( )yGf ()yGf f 0均均衡衡前前 仅仅对对振振动动 台台均均衡衡前前 振振动动台台-试试件件系系统统均均衡衡 1.01.0 0.50.5 ()H f1.01.0理想理想 f 0f lf uf 0 0 0ulfQff 134 振动激励设备和激振技术振动激励设备和激振技术2021-10-30 随随机机 信信号号源源 均均衡衡滤滤波波器器组组 设设备备 功功率率 放放大大器器 振振动动台台 混混合合器器 144 振动激励设备和激振技术振动激励设备和激振技术2021-10-30 154 振动激励设备和激振

6、技术振动激励设备和激振技术2021-10-30 164 振动激励设备和激振技术振动激励设备和激振技术2021-10-30 174 振动激励设备和激振技术振动激励设备和激振技术2021-10-30 184 振动激励设备和激振技术振动激励设备和激振技术2021-10-30 类型激振器特点机 械 振动台直接作用式:利用凸轮直接驱动工作台. 载荷和推力很大，比较容易在同一台面上实现不同方向的振动，价格低廉，工作可靠，使用维护方便。工作频率范围窄，加速度失真较大。可满足实验方法中低频段实验要求，适用于中小型整机、仪器、仪表、家用电器及零部件振动试验。惯性式:利用不平衡质量旋转产生的离心力作为激振动力,一

7、般用弹性元件支承.可分为共振区工作和超共振区工作两种.194 振动激励设备和激振技术振动激励设备和激振技术2021-10-30类型激振器特 点电 动振 动台由恒定的磁场和位于磁场中通有一定交变电流的线圈相互作用而产生出一定的激振力。工作频率宽，振动波形好，易于自动控制，操作调节方便；但结构复杂，价格较昂贵，载荷和工作台面不大，某些振动台漏磁场较大。可满足试验方法中规定的5Hz以上的各频段试验要求，适用于各类电子器件的振动试验。配备附加台面和水平台，还可适用中小型整机振动试验。 液压振动台通过一定的能量转换装置,将油泵流出的高压流体的能量转换成激振力，以驱使振动台往复运动。常用的转换装置由电液伺

8、服阀和液压作动筒组成,亦称”电液”振动台。下限频率低，容易实现大推力,重载荷、大位移，易于自动控制，对试品无磁场影响；但设备复杂，价格昂贵，设备基础要求高。可满足试验方法中低、中频段的试验要求，试用于地震、船舶、拖拉机等行业的各类产品试验。204 振动激励设备和激振技术振动激励设备和激振技术2021-10-30类型激振器特点电磁振动台由电磁铁和磁性材料相互作用产生激振力，以驱动振动台往复运动。结构简单，价格低廉，但频率单一，若需要其它工作频率，控制复杂，功耗大。主要用于振动机械，很少用于振动试验。压电振动台由压电元件的压电效应的激振力来驱动工作台。工 作 频 率 范 围 可 达 2 0 -10

9、000Hz以上，但激振力很小，仅用于小型薄壁件的试验。磁致伸缩振动台由磁致伸缩元件磁致伸缩效应产生的激振力来驱动工作台。工作频率可达上万Hz，可用来作超声波激振。214 振动激励设备和激振技术振动激励设备和激振技术2021-10-30sinFBLiBLIt 224 振动激励设备和激振技术振动激励设备和激振技术2021-10-30234 振动激励设备和激振技术振动激励设备和激振技术2021-10-30000Fm a 0m(4(4. .1111) )244 振动激励设备和激振技术振动激励设备和激振技术2021-10-30obebF(mm )a (4(4. .1212) )254 振动激励设备和激振

10、技术振动激励设备和激振技术2021-10-3012111esmmfa()()af m baemf1am 2aem1sf()f em(4(4. .1313) )fsf I264 振动激励设备和激振技术振动激励设备和激振技术2021-10-30ammFae)( 量量振振动动台台运运动动部部分分等等效效质质 em试验载荷的质量试验载荷的质量 am(4(4. .1414) )274 振动激励设备和激振技术振动激励设备和激振技术2021-10-30%10022 zyxaaaT%100max aN 284 振动激励设备和激振技术振动激励设备和激振技术2021-10-30%100001 aaaN294 振动

11、激励设备和激振技术振动激励设备和激振技术2021-10-30304 振动激励设备和激振技术振动激励设备和激振技术2021-10-30314 振动激励设备和激振技术振动激励设备和激振技术2021-10-30324 振动激励设备和激振技术振动激励设备和激振技术2021-10-30334 振动激励设备和激振技术振动激励设备和激振技术2021-10-30类型名称原理机械式惯性激振器单轴惯性激振器双轴惯性激振器多轴惯性激振器利用偏心质量旋转时产生的离心惯性力作为激振力，可产生较大的激振力而尺寸较小，结构简单，便于制造，波形不好，频段窄，轴及轴承承受的动载荷大电气式激振器电动式激振器利用通有交变电流的线圈

12、在磁场中受力而激振力电 磁 式 激 振 器（磁吸式、磁动式）利用交变磁场与恒定磁场叠加，对磁场内活动衔铁产生极化作用，使衔铁受交变磁力而产生激振力涡流式激振器利用置于磁场中的试件和与其不接触的通有交变电流的线圈间产生的涡流而形成激振力344 振动激励设备和激振技术振动激励设备和激振技术2021-10-30类型名称原理电气式激振器（续）涡流式激振器利用置于磁场中的试件和与其不接触的通有交变电流的线圈间产生的涡流而形成激振力压电式激振器利用逆压电效应，在压电晶体两极施加高频交变电压，晶体产生高频激振力磁致伸缩式激振器利用铁磁材料的磁致伸缩效应，当镍铁杆处于交变磁场中，会使杆产生拉伸和压缩变形而产生

13、相应的激振力液动、气动式激振器液动式激振器利用一定的能量转换装置将液压能换成往复运动的机械能而产生激振力气动式激振器利用一定的能量转换装置将一定压力的气体能量转换为往复运动的机械能而产生激振力354 振动激励设备和激振技术振动激励设备和激振技术2021-10-30364 振动激励设备和激振技术振动激励设备和激振技术2021-10-30374 振动激励设备和激振技术振动激励设备和激振技术2021-10-30384 振动激励设备和激振技术振动激励设备和激振技术2021-10-30394 振动激励设备和激振技术振动激励设备和激振技术2021-10-30404 振动激励设备和激振技术振动激励设备和激振技术2021-10-30414 振动激励设备和激振技术振动激励设备和激振技术2021-10-30424 振动激励设备和激振技术振动激励设备和激振技术2021-10-30434 振动激励设备和激振技术振动激励设备和激振技术2021-10-30444 振动激励设备和激振技术振动激励设备和激振技术2021-10-30454 振动激励设备和激振技术振动激励设备和激振技术2021-10-30464 振动激