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文档简介

1、专业知识1. 振动试验基本知识1.1振动试验方法试验方法包括试验目的,_般说明、试验要求、严酷等级及试验程序等几个主要部分。 为了完成试验程序中规走的试验,在振动试验方法中又规走了 正弦振动试验和随机振 动试验两种型式的试验方法。正弦振动试验正弦振动试验控制的参数主要是两个,即频率和幅值。依照频率变和不变分为走频和扫 频两种。走频试验主要用于:a)耐共振频率处理:在产品扳动频响检查时发现的明显共振频率点上,施加规定振动 参数振幅的振动,以考核产品耐共扳振动的能力。b)耐予走频率处理:在已知产品使用环境条件振动频率时,可采用耐予定频率的振动 试验,其目的还是为考核产品在予走危险频率下承受振动的能

2、力。扫频试验主要用于: 产品振动频响的检查(即最初共振检查):确走共振点及工作的稳走性,找出产品 共振频率,以做耐振处理。 耐扫频处理:当产品在使用频率围无共振点时,或有数个不明显的谐振点,必须进 行耐扫频处理,扫频处理方式在低频段采用走位移幅值,高频段采用定加速度幅值的又擞连 续扫描,其交越频率一般在55-72HZ ,扫频速率一般按每分钟_个倍频进行。 最后共振检查:以产品振动频响检查相同的方法检查产品经耐振处理后,各共振点 有无改变,以确走产品通过耐振处理后的可靠程度。随机扳动试验随机振动试验按实际环境要求有以下几种类型竟带随机振动试验、窄带随机振动试验、 克带随机加上一个或数个正弦信号、

3、克带随机加上一个或数个窄带随机。前两种是随机试验,后两种是混合型也可以归入随机试验。电动振动台的工作原理是基于载流导体在磁场中受到电磁力作用的安培定律。12机械环境试验方法标准电工电子产品环境试验国家标准汇编(第二版)2001年4月:匚编中汇集了截止目前我国正式发布实施的坏境试验方面的国家标准72项,其中有各种试验方法、试验导则及近50项不同程度地采用IEC标准r容包括:总则、名词术语、 坏境参数测量方法标准。其中常用的机械环境试验方法标准:(1) GB/T 2423.5-1995电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验Ea和导则:冲击(2 ) GB/T 2423.6-1995电工电子产品坏

4、境试验第2部分:试验方法试验Eb和导则:碰撞(3 ) GB/T 2423.7-1995电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验Ec和导则:倾跌与翻倒(主要用于设备型产品)(4 ) GB/T 2423.8-1995电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验Ed和导则:自由跌落第2部分:试验方法第2部分:试验方法(5 ) GB/T 2423.10-1995电工电子产品环境试验试验Fc和导则:振动(正弦)(6 ) GB/T 2423.11-1997电工电子产品环境试验试验Fd :克频带随机振动一般要求(7) GB/T 2423.12-1997电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验Fda :盍频

5、带随机振 高再现性(8) GB/T 2423.13-1997电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验Fdb :竞频带随机振动中再现性(9) GB/T 2423.14-1997电工电子产品坏境试验第2部分:试验方法试验Fdc :盍频带随机振动低再现性(10) GB/T 2423.15-1997电工电子产品坏境试验第2部分:试验方法试验Ga和导则:稳态加速度(11) GB/T 2423.22-1986电工电子产品基本环境试验规程温度(低温、高温)和振动(正弦)综合试验导则(12) GB/T 2423.24-1995电工电子产品坏境试验温度(低温、高温)氐气压/振动(正弦)综合试验导则GJB150

6、.1 150.20-86军用设备坏境试验方法标准中共包括1个总则和19个试验方法,以美国军用标准MIL-STD-810C或810D为依据制订,其中涉及机械环境试验的是:(1)GJB150.15-86军用设备环境试验方法加速度试验(2)GJB150.16-86军用设备环境试验方法振动试验(3)GJB150.17-86军用设备环境试验方法噪声试验(4)GJB150.18-86军用设备环境试验方法冲击试验(5)GJB150.20-86军用设备环境试验方法飞机炮振魁依据MIL-STD-810F W的GJB150即将颁布。GB2423、GB2424和GJB150系列标准是产品环境试验的基础标准,供各个行

7、业、各 类产品制订技术条件和相应试验标准时使用,以使该产品的环境试验达到统一而又具有再现性。1.3相关名词术语振动振动是物体围绕平衡位置进行的往复运动的一种形式。通常用一些物理呈(如位移、速度、加速度等)随时间变化的函数来表征振动的时 间历程。或者说,振动可以认为是一个质点或物体相对于一个基准位 置的运动。当这个运动在一走的时间间隔后仍精确地重复看,我们称 之为周期振动。正弦振动运动呈随时间按正弦(或余弦)函数变化的振动,亦称简谐振动。随机振动对未来任何一个给定时刻,其瞬时值不能预先确走的振动。(注:在某一围,随时振动大小的概率可以用概率密度来确走。)振动周期周期振动中,同 T 理呈的相同值重

8、复出现的最短时间间隔,一般用T”表不。振动频率周期振动中,单位时间相同的物理星值重复出现的次数。一般用f 表示。这里分f二丄T角频率单位时间的弧度数它等于频率乘以2兀 角频率一般用表乔,即二2兀f幅值正弦呈的最大值。在振动中幅值亦称振幅。位移阍直正弦振动中位移臺的最大值速度幅值正弦振动中速度量的最大值加速度幅值正弦振动中加速度臺的最大值兀复合振动由频率不同的简谐振动合成的振动共振频率构件或产品出现共振的频率扫频频率连续经过某一区域的过程扫频速度在扫频过程中,频率对时间的变化率,即芈dt交越频率越频率由等位移频率关系变为等加速度一一频率关系时的频在振动试验中由一种振动特性呈变为另一种振动特性的频

9、率。如交率。振动台面横向运动比振动时横向加速度与轴向加速度比 振动台面加速度均匀度 台面不同直径安装螺孔上的加速度与台面中心加速度值误差与台面中心加速度值之比。竟带随机振动频率成分分布在较竟频率带的随机振动窄带随机振动频率成分分布在某一窄频带的随机振动倍频程频率比为“的两个频率之间的频段称为n个倍频程n为1倍频程如频率从2Hz到4Hz称1个倍频程n二3为3倍频程如频率从2Hz到16Hz称3个倍频程控制点振动试验中,用以控制振动量值的传感器的安装点监测点频率响应时域描述运动规律的时间坐标频域描述振动频谱的频率坐标线性系统可以用线性微分方程描述其运动规律的系统(注:在线性系统中,响应与激励的大小或

10、正比)非线性系统系统中的某个或多个参数(如刚性、阻尼)具有非线性特征,只能用非线性微分方程描述具运动规律的系统。单自由度系统在任意瞬时.只要用一个广义坐标就可以完全确走具位置的体统。振动试验中,用以监测振动台面振动量值和试验样品响应的传感器的 安装点 在系统中,输出确入之比表示为输入信号频率的函数,通常的幅频特性曲线、相频特性曲线表示多自由度系统自随机振动随机过程平稳过程时间历程各态历经过程均衡传感器传感器的电压灵敏度 传感器的电荷灵敏度 电荷放大器低通滤波器高通滤波器带通滤波器跟踪滤波器等效质呈刚度振动台在任意瞬时,需要用两个或以上的广义坐标才能完全确走其位置的系 统。在所硏究的频谱,具有相

11、等均方加速度谱密度的振动。可以用统计特性表示的时间函数的集合。统计特性不随时间变化的随机过程。个呈的大小同时间函数表示。每一个时间历程的平均值都相同的稳态过程。调整电子放大器和控制系统的增益使在所要求的频谱各输出的振幅 与输入信号幅值之比为常数的过程,称均衡。将感受到的物理量转换成测臺所需的电压呈或电荷呈的装置,在振动 试验中最常用的是压电式的加速度传感器。传感器受单位机械臺作用得到的电压输出呈。传感器受单位机械臺作用得到的电荷输出星。输岀电压与输入电荷成正比的放大器。通频带是以零到某一有限截止频率的滤波器。通频带是以某一不为零的有限截止频率到无穷大频率的滤波器。通频带是以大于雲的下限频率到有

12、限的上限频率的滤波器。对中心频率的输入信号进行跟嚴描的带通滤波器。为便于分析而采用的与原振动系统惯性效应相等的质臺。弹性体所收到外力(力矩)的增呈与其所产生的位移(转角)的增呈 之比。试验样品固定在台面上进行扳动试验和测振仪器的校准其振动参数是可控制的试验台。激振器用以产生振动力,并能将这种振动力加到具它结构或设备上的设备。电动振动台由固走磁场和位于磁场有一走父流电流的线圈相互作用所产生的振 动力来驱动振动台或者说电动振动台是能把电能转换能动能的振动 台。电磁振动台由电磁铁和磁性材料相互作用产生振动力驱动的振动台。液压振动台由适当设备所施加的液体压力产生振动力驱动的振动台,简单地说液 压振动台

13、是把液压能转换能动能的振动台。共振试验在试件的共振频率点上以一疋的加速度值或位移值在规走的时间逬 行的走频振动试验。耐振肉佥用来使核试件在振动条件下的结构强度、疲劳性能及工作性能的试验。模态试验为确走振动;中击系统模态参数所进行的扳动试验。冲击试验使核试件承受冲击载荷能力的试验。碰撞试验连续冲击试验及将包装固走在冲击试验机台面上,使其按规走的波形、力口速度核脉冲持续时间,在规走时间进行的连续冲击试验。斜面冲击试验将放置包装件的滑车从一走高度从斜面上滑下撞击冲击表面,从而许走包装件承受水平冲击能力和包装对装物保护能力的试验。运输试验将包装件以一走的方式置于运输工具上,在规走的装置载星,运输路 线

14、、行驶速度、运输距离与外界气候等条件下,许定包装承受压力、 冲击、振动、摩擦、温度和湿度变化对装物保护能力的综合试验。1.4常用公式 九求推力(F)的公式F= ( mo+mi+m2+ )A式中:F-B力(激振力)(N)mo动台运动部分有效质星(kg )mi辅助台面质星(kg )E试件(包括夹具、安装螺钉)质星(kg )A试验加速度(m/s)2. 加速度(A 速度(V 位移(D )三个振动参数的互换运算公式A=cov V=coD A=co2D式中:A试验加速度(m/s2)V湖佥速度(m/s )co=2nf (角速度)其中f为试验频率(Hz)3. 扫描时间和扫描速率的计算公式3.1线性扫描比较简单

15、:九-S尸亍式中:S1扫描时间(s或min)fH-fL-J3描克带,其中fn为上限频率,b为下限频率(Hz )ViT描速率(Hz/min 或 Hz/s )3.2对数扫频:3.2.1 甌程的计算公式式中:nT鞍程(oct)fH上限频率(Hz )fL下限频率(Hz )3.2.2扫描速率计算公式LgLg2J LR= T式中:R扫描速率(oct/min或oct/s )fn上限频率(Hz )fL下限频率(Hz )Tf描时间T=n/R式中:TQ描时间(min或s )n鞍程(oct)R3 描速率(oct/min 或 oct/s )4、随机振动试验常用的计算公式4.1频率分辨力计算公式:/max f=式中:沂

16、一频率分辨力(Hz )fmaxg高控制频率Ni普线数(线数)fmax是对的整倍数2. 试验设备标准和检定规程机械环境试验方法标准中不同的试验方法对试验设备提出了不同的特性要求。为了海足试验方法对设备(含夹具、试件)的试验要求,国家有关部门、行业组织有关专家对各种试 验设备制订了相应的产品国家标准、专业标准以及各种设备的检走规程和检走方法的国家标 准。列举如下:1.GB/T13310-91电动振动台技术条件2.GB/T5170.14-2000电工电子产品环境试验设备基本参数检走方法振动(正弦)试验用电动振动台3.JJG948-1999数字式电动振动试验系统4.JJG190-1997电动式振动试验

17、台5.JJG529-88随机振动试验系统6.GB/T13309-91机械振动台技术条件7.GB/T5170.13-xxxx电工电子产品环境试验设备基本参数检疋方法振动(正弦)试验用机械振动台8.JJG189-1997机械式振动试验台9.GB/T5170.15-xxxx电工电子产品环境试验设备基本参数检疋方法振动(正弦)试验用液压振动台10.JB/T8228-2000X液压振动台11.JJG638-90液压武振动试验台12.JB/T6868-93冲击台技术条件13.JJG541-88落体式冲击试验台14.JB/T9391-200X碰撞试验台技术条彳牛15.JJG497-2000碰撞试验台16.J

18、B/T7407-94包装跌落试验机技术条件3.电动台的一些标准规(参廬JJG948-1999 )1 谐波失真度A级频率围5f20 Hz波形失真15%10%B级频率围5f20 Hz波形失真20%10%C级频率围5f20 Hz波形失真25%10%在20Hz以上整个工作频率围,允许有1 2个加速度波形失真较大的频带,在该频带最大 加速度波形失真度不大于25% ,频率題为加速度失真度对应频率的10% ,加速度波形失 真度的测星包括到上限频率5倍的谐波。2.台面均匀度小台面ElEJ cm 率 频度 匀均%52kJ率 频度 匀均%51 -%52 -mPJ 率 频度 匀 均%51 -%52 -%53度 匀

19、均%51 -%52 度 匀 均C级频率圍5f500500 f 0.7f 均匀度25%50%100%注:1. 輛台台施豊处安卿栓分苍园直径大于400mm的振动台面为大台面.2. f 为试验系统的_阶共振频率.3. 在2000Hz以的频率允许有1-2个均匀度较大的频带,在该频带最大加速度幅值均匀度 不大于50% (小台面)及150%或给出实际测量值(大台面),频率克度不超过最大均 匀度对应频率的10%4.台面横向振动比(横向加速度幅值与主振方向加速度幅值之比A级频率围5f20Hz500f500台面横向振动比20%10%20%B级频率围5f20Hz500f500台面横向振动比25%15%25%C级频率围5f20Hz500f500台面横向振动比25%15%50%注:在2000HZ以下频率,允许有1-2个横向振动比较大的频带r在该频带最大横向振动 比不应大于100% r频带克度不超过横向振动比的对应频率的10%5.振动位移,速度,加速度幅值误差幅值示值误差A级5%B级8%C级10%冲击台一主要的标准规(参照JJG541-2005)1. 台面横向比 台面中心点上垂直于冲击方向的加速度值,不得超过标称加速值得30

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