随机振动及试验技术激振设备与激振技术.ppt

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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2023/1/811.1.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：2023/1/824振动激励设备和激振技术振动激励设备和激振技术2023/1/84.14.1概述概述 随随随随机机机机振振振振动动动动试试试试验验验验的的的的必必

2、必必要要要要性性性性:代代代代替替替替现现现现场场场场试试试试验验验验,缩缩缩缩短短短短产产产产品品品品研发周期研发周期研发周期研发周期,减少开发成本。减少开发成本。减少开发成本。减少开发成本。实实实实验验验验室室室室再再再再现现现现的的的的可可可可能能能能性性性性：新新新新的的的的试试试试验验验验方方方方法法法法及及及及标标标标准准准准的的的的制制制制订订订订，新新新新设设设设备备备备的的的的研研研研制制制制，使使使使实实实实验验验验室室室室中中中中的的的的实实实实验验验验等等等等在在在在一一一一定定定定程程程程度度度度上再现现场情况。上再现现场情况。上再现现场情况。上再现现场情况。随机振动

3、试验分类：随机振动试验分类：随机振动试验分类：随机振动试验分类：（1 1 1 1）耐耐耐耐久久久久性性性性试试试试验验验验：也也也也叫叫叫叫强强强强度度度度试试试试验验验验，用用用用于于于于评评评评价价价价结结结结构构构构或或或或试试试试件件件件的的的的抗抗抗抗随随随随机机机机振振振振动动动动特特特特性性性性，研研研研究究究究其其其其强强强强度度度度破破破破坏坏坏坏及及及及疲疲疲疲劳劳劳劳寿寿寿寿命等问题。命等问题。命等问题。命等问题。34振动激励设备和激振技术振动激励设备和激振技术2023/1/84.14.1概述概述 （2 2 2 2）功功功功能能能能试试试试验验验验：研研研研究究究究在在在

4、在随随随随机机机机振振振振动动动动环环环环境境境境下下下下结结结结构构构构或或或或试试试试件件件件的的的的功功功功能能能能特特特特性性性性。主主主主要要要要是是是是检检检检验验验验结结结结构构构构或或或或试试试试件件件件在在在在使使使使用用用用振振振振动动动动环环环环境境境境下下下下是是是是否否否否产产产产生生生生功功功功能能能能失失失失灵灵灵灵以以以以及及及及各各各各机机机机件件件件的的的的连连连连接接接接、固固固固定定定定、安安安安装变形及间隙之类的工艺要求是否受到破坏等。装变形及间隙之类的工艺要求是否受到破坏等。装变形及间隙之类的工艺要求是否受到破坏等。装变形及间隙之类的工艺要求是否受到

5、破坏等。（3 3 3 3）响响响响应应应应试试试试验验验验：对对对对振振振振动动动动结结结结构构构构作作作作动动动动力力力力响响响响应应应应特特特特性性性性试试试试验验验验是是是是现现现现代代代代产产产产品品品品的的的的安安安安全全全全、可可可可靠靠靠靠、经经经经济济济济、适适适适用用用用不不不不可可可可或或或或缺缺缺缺的的的的研研研研究环节。究环节。究环节。究环节。44振动激励设备和激振技术振动激励设备和激振技术2023/1/84.24.2 随机振动的等价条件随机振动的等价条件 随机振动是不确定的，如何再现，需要等价条件。随机振动是不确定的，如何再现，需要等价条件。随机振动是不确定的，如何再

6、现，需要等价条件。随机振动是不确定的，如何再现，需要等价条件。（1 1 1 1）幅值域：均值、方差和均方值。）幅值域：均值、方差和均方值。）幅值域：均值、方差和均方值。）幅值域：均值、方差和均方值。（2 2 2 2）时差域：自相关函数。）时差域：自相关函数。）时差域：自相关函数。）时差域：自相关函数。（3 3 3 3）自自自自功功功功率率率率谱谱谱谱密密密密度度度度函函函函数数数数。对对对对于于于于多多多多输输输输入入入入系系系系统统统统，还还还还要要要要进行互相关函数和互谱密度进行互相关函数和互谱密度进行互相关函数和互谱密度进行互相关函数和互谱密度函数函数函数函数的模拟。的模拟。的模拟。的模

7、拟。随随随随机机机机振振振振动动动动等等等等价价价价：两两两两个个个个随随随随机机机机振振振振动动动动的的的的全全全全部部部部统统统统计计计计特特特特性性性性相相相相同。但用如下特性实现同。但用如下特性实现同。但用如下特性实现同。但用如下特性实现:54振动激励设备和激振技术振动激励设备和激振技术2023/1/84.24.2 随机振动的等价条件随机振动的等价条件 单一随机振动模拟的等价条件讨论。单一随机振动模拟的等价条件讨论。单一随机振动模拟的等价条件讨论。单一随机振动模拟的等价条件讨论。设现场随机振动为设现场随机振动为设现场随机振动为设现场随机振动为 ,与与与与 等价首先：等价首先：等价首先：

8、等价首先：（1 1 1 1）均值均值均值均值 由（由（由（由（2 2 2 2）和（）和（）和（）和（1 1 1 1）导出）导出）导出）导出 ，说明随机振动，说明随机振动，说明随机振动，说明随机振动 与与与与 的振动总能量及其静态分量都相等。的振动总能量及其静态分量都相等。的振动总能量及其静态分量都相等。的振动总能量及其静态分量都相等。（3 3 3 3）分分分分别别别别是是是是 与与与与 的的的的峰峰峰峰值值值值对对对对应应应应的的的的频率。频率。频率。频率。(4(4(4(4.1).1).1).1)(4 4 4 4.2).2).2).2)(4 4 4 4.3).3).3).3)（2 2 2 2）

9、标准差）标准差）标准差）标准差64振动激励设备和激振技术振动激励设备和激振技术2023/1/84.24.2 随机振动的等价条件随机振动的等价条件 （4 4 4 4）条条条条件件件件（3 3 3 3）、（4 4 4 4）表表表表示示示示含含含含有有有有振振振振动动动动能能能能量量量量极极极极大大大大值值值值的的的的频频频频率率率率成成成成分分分分相相相相同同同同，而而而而且且且且这这这这些些些些频频频频率率率率上上上上的的的的振振振振动动动动能能能能量量量量大大大大小也相同。条件（小也相同。条件（小也相同。条件（小也相同。条件（1 1 1 1）、（）、（）、（）、（2 2 2 2）表示）表示）表

10、示）表示下面的面积相等。下面的面积相等。下面的面积相等。下面的面积相等。要求严格时，有要求严格时，有要求严格时，有要求严格时，有(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2023/1/84 4 4 4.3 3 3 3.1.1.1.1 正弦振动试验系统正弦振动试验系统正弦振动试验系统正弦振动试验系统 4 4.3 3 振动试验系统分类振动试验系统分类（1 1 1 1）定频试验）定频试验）定频试验）定频试验 在在在在一一一一个个个个或或或或几几几几个个个个频频频频率率率率下下下下进进进进行行行行定定定定频频频频试试试试验验验验，以以以以考考考考核核核核试试

11、试试件的抗振能力和耐振强度。件的抗振能力和耐振强度。件的抗振能力和耐振强度。件的抗振能力和耐振强度。（2 2 2 2）正弦扫描（扫频）试验）正弦扫描（扫频）试验）正弦扫描（扫频）试验）正弦扫描（扫频）试验 规定量级，正弦激励信号的频率随时间变化。规定量级，正弦激励信号的频率随时间变化。规定量级，正弦激励信号的频率随时间变化。规定量级，正弦激励信号的频率随时间变化。84振动激励设备和激振技术振动激励设备和激振技术2023/1/8 A.A.A.A.线性扫描线性扫描线性扫描线性扫描 扫描扫描 的时间：的时间：B.B.B.B.对数扫描对数扫描对数扫描对数扫描 或：或：(4 4.6 6)4 4.7 7)

12、（4 4.8 8)（4 4.9 9)（2 2 2 2）正弦扫描（扫频）试验）正弦扫描（扫频）试验）正弦扫描（扫频）试验）正弦扫描（扫频）试验94振动激励设备和激振技术振动激励设备和激振技术2023/1/8 4 4 4 4.3 3 3 3.2 2 2 2 正弦振动试验系统正弦振动试验系统正弦振动试验系统正弦振动试验系统 由由由由（4 4 4 4.8 8 8 8）知知知知，以以以以对对对对数数数数扫扫扫扫描描描描率率率率 在在在在频频频频带带带带 内单向扫描一次所发生的总的振动次数内单向扫描一次所发生的总的振动次数内单向扫描一次所发生的总的振动次数内单向扫描一次所发生的总的振动次数N N N N表

13、示为：表示为：表示为：表示为：工程中常用倍频程扫描，表示为：工程中常用倍频程扫描，表示为：工程中常用倍频程扫描，表示为：工程中常用倍频程扫描，表示为：k-k-k-k-单单单单位位位位时时时时间间间间内内内内扫扫扫扫过过过过频频频频率率率率的的的的倍倍倍倍频频频频程程程程数数数数目目目目，称称称称为为为为倍倍倍倍频频频频程扫描率。取程扫描率。取程扫描率。取程扫描率。取(4(4.1010)用于计算疲劳试验次数。用于计算疲劳试验次数。用于计算疲劳试验次数。用于计算疲劳试验次数。104振动激励设备和激振技术振动激励设备和激振技术2023/1/84 4 4 4.3 3 3 3.2 2 2 2 正弦振动试

14、验系统正弦振动试验系统正弦振动试验系统正弦振动试验系统 *带谷不带谷之分：带谷不带谷之分：带谷不带谷之分：带谷不带谷之分：试试试试验验验验时时时时，振振振振动动动动台台台台面面面面对对对对试试试试件件件件的的的的激激激激励励励励位位位位移移移移幅幅幅幅值值值值或或或或加加加加速速速速度度度度幅幅幅幅值值值值保保保保持持持持某某某某个个个个预预预预定定定定数数数数值值值值。实实实实际际际际情情情情况况况况下下下下，激激激激励励励励可可可可能能能能是是是是力力力力，或或或或者者者者是是是是运运运运动动动动参参参参数数数数，但但但但量量量量值值值值不不不不是是是是保保保保持持持持不不不不变变变变。因

15、因因因此此此此在在在在某某某某些些些些频频频频段段段段内内内内，可可可可能能能能出出出出现现现现过过过过试试试试验验验验。为为为为此此此此，采采采采用用用用控控控控制制制制台台台台面面面面的的的的运运运运动动动动参参参参数数数数自自自自动动动动适适适适应应应应共共共共振振振振引引引引起起起起使使使使运运运运动动动动参参参参数数数数量值下降，因而在谱图上出现谷值。量值下降，因而在谱图上出现谷值。量值下降，因而在谱图上出现谷值。量值下降，因而在谱图上出现谷值。*慢速扫描：环境试验，寻找共振点，信噪比低慢速扫描：环境试验，寻找共振点，信噪比低慢速扫描：环境试验，寻找共振点，信噪比低慢速扫描：环境试验

16、，寻找共振点，信噪比低 *快慢之分快慢之分快慢之分快慢之分 *快速扫描：线性度好，用于模态分析，信噪比高快速扫描：线性度好，用于模态分析，信噪比高快速扫描：线性度好，用于模态分析，信噪比高快速扫描：线性度好，用于模态分析，信噪比高114振动激励设备和激振技术振动激励设备和激振技术2023/1/84 4 4 4.3 3 3 3.3 3 3 3 随机振动试验系统随机振动试验系统随机振动试验系统随机振动试验系统 （1 1 1 1）模拟式随机振动试验系统）模拟式随机振动试验系统）模拟式随机振动试验系统）模拟式随机振动试验系统 A A A A 均衡的概念均衡的概念均衡的概念均衡的概念 均均均均衡衡衡衡是

17、是是是对对对对不不不不同同同同频频频频段段段段上上上上功功功功率率率率放放放放大大大大器器器器的的的的输输输输入入入入信信信信号号号号进进进进行行行行不不不不同同同同程程程程度度度度的的的的放放放放大大大大和和和和衰衰衰衰减减减减，使使使使振振振振动动动动台台台台的的的的振振振振动动动动或或或或者者者者试试试试件件件件上上上上某某某某点点点点的的的的振振振振动动动动达达达达到到到到预预预预定定定定的的的的要要要要求求求求。也也也也就就就就是是是是说说说说，均均均均衡衡衡衡是是是是对对对对不不不不同同同同频频频频段段段段上上上上的的的的振振振振动动动动能能能能量量量量进进进进行行行行重重重重新新

18、新新分分分分配配配配，以以以以实实实实现现现现随机振动控制。随机振动控制。随机振动控制。随机振动控制。124振动激励设备和激振技术振动激励设备和激振技术2023/1/84 4 4 4.3 3 3 3.3 3 3 3 随机振动试验系统随机振动试验系统随机振动试验系统随机振动试验系统 B“B“B“B“峰峰峰峰-谷谷谷谷”均衡器均衡器均衡器均衡器 “峰峰峰峰-谷谷谷谷”均均均均衡衡衡衡器器器器是是是是由由由由变变变变Q Q Q Q与与与与变变变变通通通通带带带带滤滤滤滤波波波波器器器器组组组组成成成成。有有有有几几几几对对对对峰峰峰峰-谷谷谷谷就就就就需需需需几几几几个个个个均均均均衡衡衡衡器串联起

19、来。器串联起来。器串联起来。器串联起来。134振动激励设备和激振技术振动激励设备和激振技术2023/1/84 4 4 4.3 3 3 3.3 3 3 3 随机振动试验系统随机振动试验系统随机振动试验系统随机振动试验系统 C C C C 多通道滤波均衡系统多通道滤波均衡系统多通道滤波均衡系统多通道滤波均衡系统 将将将将试试试试验验验验频频频频率率率率范范范范围围围围划划划划分分分分成成成成若若若若干干干干离离离离散散散散的的的的滤滤滤滤波波波波器器器器频频频频带带带带，然后调每个频带增益，以达到均衡的目的。然后调每个频带增益，以达到均衡的目的。然后调每个频带增益，以达到均衡的目的。然后调每个频带

20、增益，以达到均衡的目的。（2 2 2 2）数字控制振动试验系统数字控制振动试验系统数字控制振动试验系统数字控制振动试验系统A A A A 功率谱再现式随机振动实验功率谱再现式随机振动实验功率谱再现式随机振动实验功率谱再现式随机振动实验1 1 1 1）功率谱再现式随机振动实验功率谱再现式随机振动实验功率谱再现式随机振动实验功率谱再现式随机振动实验*宽带随机试验宽带随机试验宽带随机试验宽带随机试验144振动激励设备和激振技术振动激励设备和激振技术2023/1/84 4 4 4.3 3 3 3.3 3 3 3 随机振动试验系统随机振动试验系统随机振动试验系统随机振动试验系统 图图图图4.1 4.1

21、4.1 4.1 窄带随机振动窄带随机振动窄带随机振动窄带随机振动154振动激励设备和激振技术振动激励设备和激振技术2023/1/84 4 4 4.3 3 3 3.3 3 3 3 随机振动试验系统随机振动试验系统随机振动试验系统随机振动试验系统 *窄带随机试验窄带随机试验窄带随机试验窄带随机试验图图图图4.2 4.2 4.2 4.2 窄带随机振动窄带随机振动窄带随机振动窄带随机振动*扫扫扫扫频频频频随随随随机机机机振振振振动动动动试试试试验验验验：用用用用窄窄窄窄带带带带随随随随机机机机信号对很宽的实验频段扫描激振。信号对很宽的实验频段扫描激振。信号对很宽的实验频段扫描激振。信号对很宽的实验频段

22、扫描激振。图图图图4.3 4.3 4.3 4.3 窄带随机试验谱型窄带随机试验谱型窄带随机试验谱型窄带随机试验谱型164振动激励设备和激振技术振动激励设备和激振技术2023/1/84 4 4 4.3 3 3 3.3 3 3 3 随机振动试验系统随机振动试验系统随机振动试验系统随机振动试验系统 *宽宽宽宽带带带带随随随随机机机机+正正正正弦定频弦定频弦定频弦定频4.4 4.4 4.4 4.4 随机振动自功率谱法原理图随机振动自功率谱法原理图随机振动自功率谱法原理图随机振动自功率谱法原理图*宽宽宽宽带带带带随随随随机机机机+正正正正弦扫描实验弦扫描实验弦扫描实验弦扫描实验174振动激励设备和激振技

23、术振动激励设备和激振技术2023/1/84 4 4 4.3 3 3 3.3 3 3 3 随机振动试验系统随机振动试验系统随机振动试验系统随机振动试验系统 2 2 2 2）波波波波形形形形再再再再现现现现式式式式控控控控制制制制系系系系统统统统：不不不不丢丢丢丢失失失失相相相相位位位位，但但但但再再再再现现现现的的的的频频频频率范围较低。率范围较低。率范围较低。率范围较低。4.5 4.5 4.5 4.5 波形再现原理示意图波形再现原理示意图波形再现原理示意图波形再现原理示意图184振动激励设备和激振技术振动激励设备和激振技术2023/1/84 4.4 4 激振设备的选择与安装激振设备的选择与安装

24、 4 4 4 4.4 4 4 4.1.1.1.1 振动试验台振动试验台振动试验台振动试验台(1)(1)(1)(1)振动试验台的类型和特点振动试验台的类型和特点振动试验台的类型和特点振动试验台的类型和特点类型类型激振器激振器特点特点机机械械振振动台动台直直接接作作用用式式:利利用用凸凸轮直接驱动工作台轮直接驱动工作台.载载荷荷和和推推力力很很大大，比比较较容容易易在在同同一一台台面面上上实实现现不不同同方方向向的的振振动动，价价格格低低廉廉，工工作作可可靠靠，使使用用维维护护方方便便。工工作作频频率率范范围围窄窄，加加速速度度失失真真较较大大。可可满满足足实实验验方方法法中中低低频频段段实实验验

25、要要求求，适适用用于于中中小小型型整整机机、仪仪器器、仪仪表表、家家用用电电器器及及零部件振动试验。零部件振动试验。惯惯性性式式:利利用用不不平平衡衡质质量量旋旋转转产产生生的的离离心心力力作作为为激激振振动动力力,一一般般用用弹弹性性元元件件支支承承.可可分分为为共共振振区区工工作作和和超共振区工作两种超共振区工作两种.194振动激励设备和激振技术振动激励设备和激振技术2023/1/8类型类型激振器激振器特特 点点电电动动振振动动台台由由恒恒定定的的磁磁场场和和位位于于磁磁场场中中通通有有一一定定交交变变电电流流的的线线圈圈相相互互作作用用而而产产生生出出一一定定的的激激振振力。力。工工作作

26、频频率率宽宽，振振动动波波形形好好，易易于于自自动动控控制制，操操作作调调节节方方便便；但但结结构构复复杂杂，价价格格较较昂昂贵贵，载载荷荷和和工工作作台台面面不不大大，某某些些振振动动台台漏漏磁磁场场较较大大。可可满满足足试试验验方方法法中中规规定定的的5Hz5Hz以以上上的的各各频频段段试试验验要要求求，适适用用于于各各类类电电子子器器件件的的振振动动试试验验。配配备备附附加加台台面面和和水水平平台台，还还可可适适用用中中小型整机振动试验。小型整机振动试验。液压液压振动振动台台通通过过一一定定的的能能量量转转换换装装置置,将将油油泵泵流流出出的的高高压压流流体体的的能能量量转转换换成成激激

27、振振力力，以以驱驱使使振振动动台台往往复复运运动动。常常用用的的转转换换装装置置由由电电液液伺伺服服阀阀和和液液压压作作动动筒筒组组成成,亦亦称称”电电液液”振振动台。动台。下限频率低，容易实现大推力下限频率低，容易实现大推力,重载重载荷、大位移，易于自动控制，对试品荷、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，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、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。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

28、激励设备和激振技术2023/1/8类型类型激振器激振器特点特点电磁振电磁振动台动台由电磁铁和磁性材料由电磁铁和磁性材料相互作用产生激振力，相互作用产生激振力，以驱动振动台往复运以驱动振动台往复运动。动。结构简单，价格低廉，但结构简单，价格低廉，但频率单一，若需要其它工频率单一，若需要其它工作频率，控制复杂，功耗作频率，控制复杂，功耗大。主要用于振动机械，大。主要用于振动机械，很少用于振动试验。很少用于振动试验。压电振压电振动台动台由压电元件的压电效由压电元件的压电效应的激振力来驱动工应的激振力来驱动工作台。作台。工工 作作 频频 率率 范范 围围 可可 达达 20-20-1000010000H

29、zHz以以上上，但但激激振振力力很很小小，仅仅用用于于小小型型薄薄壁壁件件的的试验。试验。磁致伸磁致伸缩振动缩振动台台由磁致伸缩元件磁致由磁致伸缩元件磁致伸缩效应产生的激振伸缩效应产生的激振力来驱动工作台。力来驱动工作台。工作频率可达上万工作频率可达上万HzHz，可，可用来作超声波激振。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2023/1/8(2)(2)(2)(2)电动振动台电动振动台电动振动台电动振动台A.A.A.A.电动振动台的原理和结构电动振动台的原理和结构电动振动台的原理和结构电动振动台的原理和结构 电电电电动动动动振振振振动动动动台台台台是是是是将将将将电

30、电电电能能能能转转转转换换换换为为为为机机机机械械械械能能能能的的的的换换换换向向向向器器器器。基基基基本本本本工工工工作作作作原原原原理理理理是是是是基基基基于于于于载载载载流流流流导导导导体体体体在在在在磁磁磁磁场场场场中中中中要要要要受受受受到到到到电电电电磁磁磁磁力力力力作作作作用的安培定律。如图所示，电动振动台的推力为用的安培定律。如图所示，电动振动台的推力为用的安培定律。如图所示，电动振动台的推力为用的安培定律。如图所示，电动振动台的推力为:式式式式中中中中，B B B B 为为为为环环环环行行行行气气气气隙隙隙隙中中中中磁磁磁磁感感感感应应应应强强强强度度度度（wb/m2wb/m

31、2wb/m2wb/m2）,l,l,l,l为为为为动动动动圈圈圈圈绕绕绕绕线线线线的的的的有有有有效效效效长长长长度度度度（m m m m），动动动动圈圈圈圈中的电流（中的电流（中的电流（中的电流（A A A A）。）。）。）。4.6 4.6 4.6 4.6 电动台工作原理示意图电动台工作原理示意图电动台工作原理示意图电动台工作原理示意图224振动激励设备和激振技术振动激励设备和激振技术2023/1/8(2)(2)(2)(2)电动振动台电动振动台电动振动台电动振动台 电电电电动动动动振振振振动动动动台台台台主主主主要要要要由由由由活活活活动动动动系系系系统统统统（驱驱驱驱动动动动线线线线圈圈圈圈

32、和和和和工工工工作作作作台台台台）、磁磁磁磁路路路路系系系系统统统统、弹弹弹弹性性性性支支支支承承承承系系系系统统统统、导导导导向向向向系系系系统统统统以以以以及及及及冷冷冷冷却却却却系系系系统统统统组成，如图所示。组成，如图所示。组成，如图所示。组成，如图所示。导导导导向向向向机机机机构构构构的的的的作作作作用用用用是是是是限限限限制制制制振振振振动动动动台台台台的的的的横横横横向向向向运运运运动动动动，弹弹弹弹性性性性支支支支承承承承系系系系统统统统则则则则用用用用来来来来产产产产生生生生恢恢恢恢复复复复力力力力和和和和支支支支承承承承力力力力，冷冷冷冷却却却却系系系系统统统统用用用用强强

33、强强迫迫迫迫冷冷冷冷却却却却来降低温升。来降低温升。来降低温升。来降低温升。图图图图4.7 4.7 4.7 4.7 电动台振动台结构示意图电动台振动台结构示意图电动台振动台结构示意图电动台振动台结构示意图234振动激励设备和激振技术振动激励设备和激振技术2023/1/8B.B.B.B.电动振动台的动力学参数电动振动台的动力学参数电动振动台的动力学参数电动振动台的动力学参数 电电电电动动动动振振振振动动动动台台台台的的的的推推推推力力力力是是是是指指指指振振振振动动动动台台台台负负负负载载载载情情情情况况况况下下下下输输输输出出出出的总推力，包括无用推力和有用推力两部分。的总推力，包括无用推力和

34、有用推力两部分。的总推力，包括无用推力和有用推力两部分。的总推力，包括无用推力和有用推力两部分。电电电电动动动动振振振振动动动动台台台台的的的的动动动动力力力力学学学学参参参参数数数数：推推推推力力力力、激激激激振振振振频频频频率率率率、固有频率、弹性元件刚度、参振质量等。固有频率、弹性元件刚度、参振质量等。固有频率、弹性元件刚度、参振质量等。固有频率、弹性元件刚度、参振质量等。无无无无用用用用推推推推力力力力F0F0F0F0是是是是振振振振动动动动台台台台体体体体活活活活动动动动部部部部分分分分消消消消耗耗耗耗的的的的推推推推力力力力，即：即：即：即：为为为为振振振振动动动动台台台台体体体体

35、活活活活动动动动部部部部分分分分质质质质量量量量；为为为为振振振振动动动动台台台台空空空空载载载载最最最最大加速度幅值。大加速度幅值。大加速度幅值。大加速度幅值。当当当当振振振振动动动动台台台台负负负负载载载载质质质质量量量量为为为为零零零零时时时时，台台台台体体体体推推推推力力力力全全全全部部部部消消消消耗耗耗耗在推动自身活动部分质量上，此时有用推力为零。在推动自身活动部分质量上，此时有用推力为零。在推动自身活动部分质量上，此时有用推力为零。在推动自身活动部分质量上，此时有用推力为零。(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2023/1/8B.B.B.B.电动振

36、动台的动力学参数电动振动台的动力学参数电动振动台的动力学参数电动振动台的动力学参数 振动台额定宽带推力计算：振动台额定宽带推力计算：振动台额定宽带推力计算：振动台额定宽带推力计算：图图图图4.8 4.8 4.8 4.8 推力推力推力推力-负载负载负载负载-加速度曲线图加速度曲线图加速度曲线图加速度曲线图 (4(4.1212)254振动激励设备和激振技术振动激励设备和激振技术2023/1/8B.B.B.B.电动振动台的动力学参数电动振动台的动力学参数电动振动台的动力学参数电动振动台的动力学参数 的的的的确确确确定定定定：在在在在频频频频率率率率 与与与与标标标标准准准准电电电电流流流流 的的的的

37、条条条条件件件件下下下下，测测测测量量量量空空空空载载载载台台台台面面面面加加加加速速速速度度度度 和和和和负负负负载载载载为为为为 的的的的工工工工作作作作台台台台面面面面加加加加速速速速度度度度 ，等效质量，等效质量，等效质量，等效质量 为：为：为：为：式式式式中中中中 为为为为规规规规定定定定的的的的试试试试验验验验负负负负载载载载，为为为为活活活活动动动动部部部部分分分分的的的的等等等等效质量；效质量；效质量；效质量；为随机振动的方均值加速度。为随机振动的方均值加速度。为随机振动的方均值加速度。为随机振动的方均值加速度。式中，式中，式中，式中，为包含激励频率为包含激励频率为包含激励频率

38、为包含激励频率 和运动部分和运动部分和运动部分和运动部分悬挂固有频率悬挂固有频率悬挂固有频率悬挂固有频率 的修正项。的修正项。的修正项。的修正项。(4(4.1313)264振动激励设备和激振技术振动激励设备和激振技术2023/1/8C.C.C.C.电动振动台的基本参数及技术指标电动振动台的基本参数及技术指标电动振动台的基本参数及技术指标电动振动台的基本参数及技术指标n 最大推力最大推力最大推力最大推力:n 频率范围频率范围频率范围频率范围:振动台允许的工作频率范围振动台允许的工作频率范围振动台允许的工作频率范围振动台允许的工作频率范围n 最最最最大大大大载载载载荷荷荷荷：振振振振动动动动台台台

39、台+试试试试件件件件+夹夹夹夹具具具具的的的的最最最最大大大大质质质质量量量量;偏偏偏偏载载载载力力力力 矩矩矩矩;振动台所能承受的最大扭矩。振动台所能承受的最大扭矩。振动台所能承受的最大扭矩。振动台所能承受的最大扭矩。n 最最最最大大大大振振振振幅幅幅幅：空空空空载载载载最最最最大大大大加加加加速速速速度度度度幅幅幅幅值值值值；负负负负载载载载最最最最大大大大加加加加速速速速度度度度幅值；最大速度幅值；最大位移幅值。幅值；最大速度幅值；最大位移幅值。幅值；最大速度幅值；最大位移幅值。幅值；最大速度幅值；最大位移幅值。(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202

40、3/1/8C.C.C.C.电动振动台的基本参数及技术指标电动振动台的基本参数及技术指标电动振动台的基本参数及技术指标电动振动台的基本参数及技术指标n 加速度波形失真度加速度波形失真度加速度波形失真度加速度波形失真度n 频率指示误差频率指示误差频率指示误差频率指示误差n 频率稳定度频率稳定度频率稳定度频率稳定度n台面加速度幅值均匀度：台面加速度幅值均匀度：台面加速度幅值均匀度：台面加速度幅值均匀度：284振动激励设备和激振技术振动激励设备和激振技术2023/1/8C.C.C.C.电动振动台的基本参数及技术指标电动振动台的基本参数及技术指标电动振动台的基本参数及技术指标电动振动台的基本参数及技术指

41、标n 加速度幅值指示误差加速度幅值指示误差加速度幅值指示误差加速度幅值指示误差n 定定定定振振振振精精精精度度度度差差差差：振振振振动动动动台台台台空空空空载载载载和和和和满满满满载载载载，在在在在规规规规定定定定的的的的频频频频率率率率范范范范围围围围内内内内，以以以以规规规规定定定定的的的的扫扫扫扫描描描描速速速速率率率率进进进进行行行行定定定定位位位位移移移移-定定定定加加加加速速速速度度度度幅幅幅幅值值值值自自自自动动动动往往往往复复复复扫扫扫扫描描描描的的的的过过过过程程程程中中中中，电电电电平平平平记记记记录录录录仪仪仪仪测测测测量量量量记记记记录录录录的的的的定定定定振振振振频频

42、频频率率率率特特特特性性性性曲曲曲曲线的最大不平坦度（以线的最大不平坦度（以线的最大不平坦度（以线的最大不平坦度（以dBdBdBdB计计计计）。）。）。）。n 台面漏磁台面漏磁台面漏磁台面漏磁n 辐射噪声最大声级辐射噪声最大声级辐射噪声最大声级辐射噪声最大声级n 台台台台面面面面温温温温度度度度：振振振振动动动动台台台台空空空空载载载载，在在在在机机机机电电电电共共共共振振振振频频频频率率率率上上上上，已已已已空空空空载载载载最最最最大大大大加加加加速速速速度度度度幅幅幅幅值值值值作作作作定定定定频频频频振振振振动动动动，按按按按规规规规定定定定的的的的连连连连续续续续工工工工作作作作时时时时

43、间间间间连连连连续续续续运行，台面温度的最大值。运行，台面温度的最大值。运行，台面温度的最大值。运行，台面温度的最大值。294振动激励设备和激振技术振动激励设备和激振技术2023/1/8C.C.C.C.电动振动台的基本参数及技术指标电动振动台的基本参数及技术指标电动振动台的基本参数及技术指标电动振动台的基本参数及技术指标n 本本本本底底底底噪噪噪噪声声声声加加加加速速速速度度度度：接接接接通通通通振振振振动动动动台台台台电电电电源源源源，激激激激磁磁磁磁、冷冷冷冷却却却却装装装装置置置置及及及及功功功功率率率率放放放放大大大大器器器器均均均均处处处处于于于于工工工工作作作作状状状状态态态态，在

44、在在在控控控控制制制制装装装装置置置置的的的的输输输输出出出出信信信信号号号号为为为为零时，台面产生的噪声加速度的有限值。零时，台面产生的噪声加速度的有限值。零时，台面产生的噪声加速度的有限值。零时，台面产生的噪声加速度的有限值。（3 3 3 3）功率放大器）功率放大器）功率放大器）功率放大器 功功功功率率率率放放放放大大大大器器器器是是是是电电电电动动动动台台台台的的的的推推推推动动动动电电电电源源源源，它它它它把把把把来来来来自自自自信信信信号号号号源源源源的的的的小小小小功功功功率率率率信信信信号号号号放放放放大大大大，供供供供给给给给驱驱驱驱动动动动线线线线圈圈圈圈足足足足够够够够的的

45、的的不不不不失失失失真真真真功率驱动电源。功率驱动电源。功率驱动电源。功率驱动电源。（4 4 4 4）振动控制仪）振动控制仪）振动控制仪）振动控制仪 功功功功能能能能：产产产产生生生生频频频频率率率率和和和和波波波波形形形形都都都都能能能能满满满满足足足足要要要要求求求求的的的的激激激激励励励励信信信信号号号号，并并并并按按按按着着着着试试试试验验验验规规规规范范范范的的的的要要要要求求求求调调调调节节节节振振振振动动动动量量量量级级级级以以以以实实实实现现现现可可可可控控控控制制制制的的的的振动试验。振动试验。振动试验。振动试验。304振动激励设备和激振技术振动激励设备和激振技术2023/1

46、/8（2 2 2 2）对对对对台台台台体体体体产产产产生生生生的的的的加加加加速速速速度度度度、速速速速度度度度、位位位位移移移移能能能能够够够够精精精精确确确确定定定定振，使其符合试验规范要求的定振动幅值的容差范围振，使其符合试验规范要求的定振动幅值的容差范围振，使其符合试验规范要求的定振动幅值的容差范围振，使其符合试验规范要求的定振动幅值的容差范围。（3 3 3 3）在在在在较较较较宽宽宽宽的的的的频频频频率率率率范范范范围围围围进进进进行行行行定定定定位位位位移移移移、定定定定速速速速度度度度、定定定定加加加加速度交越控制。速度交越控制。速度交越控制。速度交越控制。（4 4 4 4）能设

47、定往复次数，完成试验后自动停机。能设定往复次数，完成试验后自动停机。能设定往复次数，完成试验后自动停机。能设定往复次数，完成试验后自动停机。（5 5 5 5）有输出接口，便于与振动分析仪、记录仪连接。有输出接口，便于与振动分析仪、记录仪连接。有输出接口，便于与振动分析仪、记录仪连接。有输出接口，便于与振动分析仪、记录仪连接。（A A A A）正弦振动控制仪）正弦振动控制仪）正弦振动控制仪）正弦振动控制仪（1 1 1 1）为为为为振振振振动动动动台台台台功功功功率率率率放放放放大大大大器器器器（或或或或伺伺伺伺服服服服放放放放大大大大器器器器）提提提提供供供供正正正正弦弦弦弦扫扫扫扫描描描描信信

48、信信号号号号电电电电压压压压，频频频频率率率率上上上上限限限限、频频频频率率率率下下下下限限限限、扫扫扫扫频频频频速速速速率率率率可可可可调调调调节节节节，在在在在整整整整个个个个频频频频率率率率范范范范围围围围内内内内以以以以不不不不同同同同的的的的速速速速率率率率进进进进行行行行线线线线性性性性或或或或指指指指数扫频。数扫频。数扫频。数扫频。314振动激励设备和激振技术振动激励设备和激振技术2023/1/8（B B B B）随机振动控制系统）随机振动控制系统）随机振动控制系统）随机振动控制系统 （5 5 5 5）有输出接口，便于与振动分析仪、记录仪连接。）有输出接口，便于与振动分析仪、记录

49、仪连接。）有输出接口，便于与振动分析仪、记录仪连接。）有输出接口，便于与振动分析仪、记录仪连接。324振动激励设备和激振技术振动激励设备和激振技术2023/1/84 4 4 4.4 4 4 4.2.2.2.2 激振器激振器激振器激振器-无台面无台面无台面无台面（1 1 1 1）分类）分类）分类）分类（2 2 2 2）激振器的安装与使用）激振器的安装与使用）激振器的安装与使用）激振器的安装与使用A A A A 电动式激振器的安装方式电动式激振器的安装方式电动式激振器的安装方式电动式激振器的安装方式*固定安装方式固定安装方式固定安装方式固定安装方式*悬吊式安装方式悬吊式安装方式悬吊式安装方式悬吊式

50、安装方式*弹性支承方式弹性支承方式弹性支承方式弹性支承方式B B B B 激振器顶杆与试件的连接方式激振器顶杆与试件的连接方式激振器顶杆与试件的连接方式激振器顶杆与试件的连接方式*拉拉拉拉压压压压式式式式：用用用用螺螺螺螺钉钉钉钉螺螺螺螺母母母母直直直直接接接接联联联联接接接接，适适适适于于于于结结结结构构构构刚刚刚刚度度度度较较较较小小小小的柔性结构的柔性结构的柔性结构的柔性结构334振动激励设备和激振技术振动激励设备和激振技术2023/1/8（1 1 1 1）分类和特点）分类和特点）分类和特点）分类和特点类类型型名称名称原理原理机机械械式式惯惯性性激激振器振器单轴惯单轴惯性激振器性激振器双