随机振动及试验技术(第七讲)随机振动试验与控制技术分析课件.ppt

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1、随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院随机振动及试验技术 授课教师：艾延廷 飞行器动力与能源工程学院随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术 10.1 10.1 概述概述 随随机机振振动动试试验验的的必必要要性性:代代替替现现场场试试验验,缩缩短短产品研发周期产品研发周期,减少开发成本。减少开发成本。实实验验室室再再现现的的可可能能性性：新新的的试试验验方方法法及及标标准准的的制制订订，新新设设备备的的研研制制，使使实实验验室室中中的的实实验验等等在在一定程度上再现现场情况。

2、一定程度上再现现场情况。随机振动试验分类：随机振动试验分类：（1 1）耐耐久久性性试试验验：也也叫叫强强度度试试验验，用用于于评评价价结结构构或或试试件件的的抗抗随随机机振振动动特特性性，研研究究其其强强度度破破坏坏及及疲劳寿命等问题。疲劳寿命等问题。2023/6/102随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术 10.1 10.1 概述概述 （2 2）功功能能试试验验：研研究究在在随随机机振振动动环环境境下下结结构构或或试试件件的的功功能能特特性性。主主要要是是检检验验结结构构或或试试件件在在使使用用振振

3、动动环环境境下下是是否否产产生生功功能能性性故故是是否否失失灵灵以以及及各各机机件件的的连连接接、固固定定、安安装装变变形形及及间间隙隙之之类类的的工工艺艺要要求是否受到破坏等。求是否受到破坏等。（2 2）响响应应试试验验：对对振振动动结结构构作作动动力力响响应应特特性性试试验验是是现现代代产产品品的的安安全全、可可靠靠、经经济济、适适用用不不可可或或缺的研究环节。缺的研究环节。2023/6/103随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术 10.2 10.2 随机振动的等价条件随机振动的等价条件 随随机机

4、振振动动是是不不确确定定的的，如如何何再再现现，需需要要等等价价条件。条件。（1 1）幅值域：均值、方差和均方值。）幅值域：均值、方差和均方值。（2 2）时差域：自相关函数。）时差域：自相关函数。（3 3）自自功功率率谱谱密密度度函函数数。对对于于多多输输入入系系统统，还还要进行互相关函数和互谱密度的模拟。要进行互相关函数和互谱密度的模拟。随随机机振振动动等等价价：两两个个随随机机振振动动的的全全部部统统计计特特性相同。但用如下特性实现性相同。但用如下特性实现:2023/6/104随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振

5、动试验与控制技术 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。设设现现场场随随机机振振动动为为 ,与与 等等价价首首先是：先是：（1 1）均值）均值 （2 2）标准差）标准差 由（由（2 2）和（）和（1 1）导出）导出 ，说明随机振动，说明随机振动 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。（3 3）分分别别是是 与与 的的峰峰值值对对应应的的频率。频率。(10.1)(10.1)(10.2)(10.2)(10.3)(10.3)2023/6/105随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院第第1010章章 随机振动试验与

6、控制技术随机振动试验与控制技术 （4 4）条条件件（3 3）、（4 4）表表示示含含有有振振动动能能量量极极大大值值的的频频率率成成分分相相同同，而而且且这这些些频频率率上上的的振振动动能能量量大大小也相同。条件（小也相同。条件（1 1）、（）、（2 2）表示）表示下面的面积相等。下面的面积相等。要求严格时，有要求严格时，有(10.4)(10.4)(10.5)(10.5)2023/6/106随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术 10.3 10.3 随机振动环境模拟随机振动环境模拟10.3.1 10.3

7、.1 关于振动模拟关于振动模拟 随随机机振振动动的的等等价价条条件件主主要要是是模模拟拟试试验验与与现现场场试验的功率谱相等。试验的功率谱相等。模拟实验模拟实验实物实验实物实验模型实验模型实验模拟方式模拟方式振源模拟振源模拟响应模拟响应模拟失效模拟失效模拟 振源模拟要满足：振源模拟要满足：(10.6)(10.6)(10.7)(10.7)2023/6/107随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术 当振源数据难以获得时，采用响应模拟：当振源数据难以获得时，采用响应模拟：当振源数据难以获得时，采用响应模拟：当

8、振源数据难以获得时，采用响应模拟：(10.6)(10.6)(10.7)(10.7)10.3.2 10.3.2 有限点模拟有限点模拟(10.8)(10.8)模拟模拟模拟模拟(a)a)a)a)图中图中图中图中1 1 1 1点响应，只需改变输入点响应，只需改变输入点响应，只需改变输入点响应，只需改变输入 即可。即可。即可。即可。2023/6/108随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术 式式中中，表表示示系系统统的的诸诸频频率率响响应应函函数数，表表示示响响应观测点，应观测点，激振点。激振点。(10.9)(1

9、0.9)2023/6/109随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院 要要给给 、（同同 ）的的实实部部、虚虚部共四个量以一组确定的值，只要调整部共四个量以一组确定的值，只要调整 、的的实实部部和和虚虚部部四四个个量量即即可可。也也就就是是说说，要要想想精精确确模模拟拟两两个个点点处处的的响响应应谱谱密密度度及及它它们们之之间间的互谱密度，最少需要两个激振器。的互谱密度，最少需要两个激振器。第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术 10.3.3 10.3.3 用一个激振器多点模拟用一个激振器多点模拟2023/6/1010随随机机振振动动及及试试

10、验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术 现场振动：现场振动：(10.9)(10.9)模拟实验时：模拟实验时：(10.11)(10.11)若调整若调整 ，使：，使：则要求：则要求：(10.10)(10.10)(10.12)(10.12)2023/6/1011随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术 显然可以实现。显然可以实现。如果令：如果令：2 2点处运动的功率谱点处运动的功率谱(10.13)(10.13)(10.14)(10.14)则则(

11、10.15)(10.15)2023/6/1012随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术 同时还可以推导出：如果令同时还可以推导出：如果令 因因此此当当 、两两个个条条件件满满足足时时，就就可可获获得得1 1、2 2两两点点处处运运动动的的正正确确模模拟拟。但但这这两两个个条条件件不不能能精精确确满满足足。当当系系统统的的各各阶阶固固有有频频率率相相互互离离得得很很远远，且且各各阶阶模模态态阻阻尼尼很很小小时时，近近似似满满足足上上面面条条件件，此此时时在在各各阶阶固固有有频频率率附附近近，就就可可以以用

12、用一一个个激振器近似模拟两点的运动。激振器近似模拟两点的运动。(10.17)(10.17)则则(10.16)(10.16)2023/6/1013随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院10101010.4.1.4.1.4.1.4.1 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 第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术 1010.4.4 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

13、频频试试试试验验验验，以以以以考考考考核核核核试试试试件件件件的抗振能力和耐振强度。的抗振能力和耐振强度。的抗振能力和耐振强度。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。2023/6/1014随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术 A.A.A.A.线性扫描线性扫

14、描线性扫描线性扫描 扫描扫描扫描扫描 的时间：的时间：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：或：或：(10.18)(10.18)(10.19)(10.19)(10.20)(10.20)2023/6/1015随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院 由由由由（10.2010.2010.2010.20）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 内内内内单向扫描一次所发生的总的振动次数单向扫描一次所发生的总的振动次数单向扫描一次所发生的总的振动次数单向扫描一次所发生的总的振动次数N N N N

15、表示为：表示为：表示为：表示为：第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术 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(10.21)(10.21)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。2023/6/1016随随机机振振动动及及试试验验

16、技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术 *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

17、不不是是是是保保保保持持持持不不不不变变变变。因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量量量值值值值下下下下降降降降，因而在谱图上出现谷值。因而在谱图上出现谷值。因而在谱图上出现谷值。因而在谱图上出现谷值。*慢速扫描：环境试验，寻找共振点，信噪比慢速扫描：环境试验，寻找共振点，信噪比慢速扫描：环境试验，

18、寻找共振点，信噪比慢速扫描：环境试验，寻找共振点，信噪比 低。低。低。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，用于模态分析的激励技快速扫描：线性度好，用于模态分析的激励技快速扫描：线性度好，用于模态分析的激励技快速扫描：线性度好，用于模态分析的激励技 术，信噪比高术，信噪比高术，信噪比高术，信噪比高2023/6/1017随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院10101010.4.2.4.2.4.2.4.2 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 第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术 （1 1

19、 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

20、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新新分分分分配配配配，以以以以实实实实现现现现随随随随机机机机振振振振动动动动控制。控制。控制。控制。2023/6/1018随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术 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

21、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来。器串联起来。器串联起来。器串联起来。2023/6/1019随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术 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

22、，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2023/6/1020随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空

23、工工业业学学院院第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术 2023/6/1021随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术 *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6 6 6 6.16.16.16.16 窄带随机振动窄带随机振动窄带随机振动窄带随机振动2023/6/1022随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术 *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

24、：用用用用窄窄窄窄带带带带随随随随机机机机信信信信号号号号对对对对很很很很宽宽宽宽的的的的实实实实验验验验频段扫描激振。频段扫描激振。频段扫描激振。频段扫描激振。图图图图6 6 6 6.17.17.17.17 窄窄窄窄带带带带随随随随机机机机试试试试验验验验谱型谱型谱型谱型2023/6/1023随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术 *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图图图图7 7 7 7.2.2.2.2 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

25、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2023/6/1024随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术 图图图图7 7 7 7.8.8.8.8 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

26、。2023/6/1025随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术 10.5 10.5 激振设备的选择与安装激振设备的选择与安装10.5.1 10.5.1 振动试验台振动试验台(1)(1)振动试验台的类型和特点振动试验台的类型和特点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

27、用不平衡质量旋转产生的离心力作为激振动力,一般用弹性元件支承.可分为共振区工作和超共振区工作两种.2023/6/1026随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术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。类

28、型激振器特点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。常用的转换装置是由电液伺服阀和液压作动筒组成,亦称”电液”振动台。下限频率低，较能容易地实现大推力,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。2023/6/1027随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术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

29、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 20-20-1000010000HzHz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

30、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。2023/6/1028随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术 (2)(2)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电电电能能能能转转转转换换换换为为为为机机机机械

31、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/m2wb/m2wb/m2）,l,l,l,l为为为为

32、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）。）。）。）。电动振动台工作原理图电动振动台工作原理图电动振动台工作原理图电动振动台工作原理图2023/6/1029随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术 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

33、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。电动振动台结构示意图电动振动台结构示意图电动振动台结构示意图电动振动台结构示意图 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

34、系系统统统统用用用用强强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。2023/6/1030随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术 B.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的的的总推力，包括无用推力和有用推力两部分。总推力，包括无用推力和有用推力两部

35、分。总推力，包括无用推力和有用推力两部分。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、固固固固有频率、弹性元件刚度、参振质量等。有频率、弹性元件刚度、参振质量等。有频率、弹性元件刚度、参振质量等。有频率、弹性元件刚度、参振质量等。无用推力无用推力无用推力无用推力F0F0F0F0是振动台体活动部分消耗的推力，即：是振动台体活动部分消耗的推力，即：是振动台体活动部分消耗的推力，即：是振动台体活动部分消耗的推力，即：为为为为振振振振动动动动台台台台体体体体活活活活动

36、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在在在推动自身活动部分质量上，此时有用推力为零。推动自身活动部分质量上，此时有用推力为零。推动自身活动部分质量上，此时有用推力为零。推动自身活动部分质量上，此时有用推力为零。2023/6/1031随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院第第1010章章 随机振动试

37、验与控制技术随机振动试验与控制技术 推力负载加速度曲线图推力负载加速度曲线图推力负载加速度曲线图推力负载加速度曲线图 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：2023/6/1032随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院 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

38、度度度 ，等效质量，等效质量，等效质量，等效质量 为：为：为：为：第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术 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

39、修正项。的修正项。2023/6/1033随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术 C.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

40、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。2023/6/1034随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振

41、动试验与控制技术C.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 加速度波加速度波形失真度形失真度形失真度形失真度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：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2023/6/1035随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术C.C.C.C.电动振动台的基本参数及技术指标电动振动台

42、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

43、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频频率率率率特性曲线的最大不平坦度（以特性曲线的最大不平坦度（以特性曲线的最大不平坦度（以特性曲线的最大不平坦度（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

44、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间间间间连续运行，台面温度的最大值。连续运行，台面温度的最大值。连续运行，台面温度的最大值。连续运行，台面温度的最大值。2023/6/1036随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术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

45、作作作作状状状状态态态态，在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

46、圈圈圈圈足足足足够够够够的的的的不不不不失失失失真真真真功功功功率驱动电源。率驱动电源。率驱动电源。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。2023/6/1037随随机机振振

47、动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术 2023/6/1038随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术 （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

48、可可可调调调调节节节节，在在在在整个频率范围内以不同的速率进行线性或指数扫频。整个频率范围内以不同的速率进行线性或指数扫频。整个频率范围内以不同的速率进行线性或指数扫频。整个频率范围内以不同的速率进行线性或指数扫频。（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地地地地定定定定振，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）

49、在在在在较较较较宽宽宽宽的的的的频频频频程程程程序序序序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速速速度度度度交越控制。交越控制。交越控制。交越控制。（4 4 4 4）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。）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

50、制仪）正弦振动控制仪）正弦振动控制仪 功能：功能：功能：功能：2023/6/1039随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院第第1010章章 随机振动试验与控制技术随机振动试验与控制技术 （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）有有有有输输输输出出出出接接接接口口口口，便便便便于于于于与与与与振振振振动动动动分分分分析析析析仪仪仪仪、记记记记录录录录仪仪仪仪连连连连接。接。接。接。2023/6/1040随随机机振振动动及及试试验验技技术术沈沈阳阳航航空空工工业业学学院院第第1010章章 随机振动试验