电动振动试验系统的简介及分析
目录
引言 1
一、电动振动系统简介 2
（一）电动振动试验系统的原理 2
（二）电动振动系统的组成 2
（三）电动振动试验系统涉及因素 2
（四）电动台的基本结构 3
二、对振动台动圈的建模跟探索 4
（一）动圈模型的创建 4
（二）动圈建模的探索应用 5
三、电动振动系统的分析 6
（一）高加速应力筛选和高加速寿命试验系统 6
（二）温、湿度与振动结合三综合环境试验系统 7
（三）温、湿度、低气压、振动四综合环境试验系统 8
（四）DH高加速度电动振动试验系统 9
总结 10
致谢 11
参考文献 12
引言
在许多重要工程环境中，例如：航空、天，汽车。这些设备使用的时候都有着或多或少振动。很多航空航天设备的损坏都跟振动有很大部分关系，可以说振动是降低设备寿命的原因之一。据有关部门的统计，因为振动存在的原因而导致设备损坏在所有故障中比重占得很大，例如飞机上面的发动机使用中45%往上损坏跟它有关系，还有就是导弹的破坏跟飞行故障50%以上也跟振动有关联。所以，全球很多国家愿意投入大笔资金跟科技人员来研究这些设备在用的途中所出现的振动故障。人们已经越来越重视对振动环境的研究，对振动技术的研究成了产品设计不可或缺的一部分。
一些有试验已经作为用来测量产品靠谱、动力强度方法。因为一些科学因素导致振动台在用的途中会存在试验不准确或者考虑不多的问题，所以很多要求精密度很高的振动试验在振动台上就很难去完成。还有就是振动台能检测的地方是有限的，并不能所有方位都检测到，所以其他的一些数据我们也无法直接获取。 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
/> 这就需要我们来研究振动试验系统了。它是研究振动试验能不能顺利做下去的前提条件，一个完整的振动试验系统可确保试验品处在良好状态下去测试，从而得到所需的结论。
一、电动振动系统简介
（一）电动振动试验系统的原理
电动振动系统的工作原理是：在同一磁场下，动圈中存在着一定量的电流跟这个磁场互相接触从而出现激振力，为了使这个动圈能够有变化工作，通常在动圈的线圈中施加交变电流。
（二）电动振动系统的组成
这个系统的核心就是它的振动台体，它类似于人类的大脑，是这个系统的关键所在，电动振动台是一种执行系统。另外还有冷却用的装置，功放，励磁电源跟试验范围的设备。因为冷却的方法各式各样，因此可以把它划成强行冷却和自然冷却系统，自然冷却系统的生产还是比较容易的，通常用在一些小型的推力系统上面。强行冷却系统的设计相对来说还是比较复杂的，它分成了液冷跟风冷，正常来讲，生产比较困难的事液冷，它大多用在推力比较大的系统中。冷却系统的电源是由励磁所提供的，能够使冷却装置平稳去工作，让振动台体所产生的热量能够顺利的释放出来。振动控制仪分析加速度计提供的信号，然后根据需要来调整这些信号，功放的作用就是放大由振动控制仪提供的信号给台体让它能够连续振动。
（三）电动振动试验系统涉及因素
1.所需的激振力:
做试验索要求的激振力就是试验系统的加速度跟振动台体的部件质量乘积。F=M*a
假设水平滑台（附加台面）跟夹具质量m1,振动台体的动圈的质量就设为m2,振动试验样品质量为ms时:那么所想要得到的激振力就是：F=（m1+m2+ms）*A
因此必须要先知道水平滑台或者附加台面的质量跟运动部件的质量，还有就是最大激振力，就是F。例如：振动速度为20g的样品质量为20kg，水平滑台跟夹具质量30kg，选择的振动系统动圈质量20kg，系统的推力为：F=(m1+m2+ms)*A=(30+20+20)*20=2000kg.就得出系统所需要的推力为2000kg紧接着就根据所得出的推力去寻找适合的 振动台。
2.振动台最大位移跟频率、振动台的最大加速度以及它的最大速度
当振动台是正弦振动，系统的加速度A跟系统所产生频率Hz还有系统的位移D的计算方法如下：V=（2πf/1000）*D;A=(2Πf)*V={(2πf)*(2πf)/1000}*D
3.对于一些振动试验涉及到参数的考虑:
空载最大加速度：
当振动系统处于一个空载的状态下然后它的加速度就能到达一个最大值，通常这个最大值就是该系统的本身激振力跟它所保持运动装置的商。
最大速度：
在该试验中可以到达的最大速度，往往这个最大速度被功放的输出电压和绕在动圈上面线的长短所影响。
振动系统的最大位移：
该系统在工作时可以到达的极限位移。用单振幅0-p或峰振幅p-p表示。
频率范围：
因为系统本身存在一定的变量，这些变量一一对应振动系统所产生的频率范围。
振动系统在一定条件下所产生的激振力：
振动系统所能产生的额定推力。正弦振动时该值指的是峰值推力；随机振动时该值指的是有效值rms。该值受动圈线圈可以通过的最大电流限制。
最大试验载荷：
振动台所能加载的最大试验载荷。该值受振动台动圈支撑气囊限制，但可以通过辅助支撑等方法可以大大扩展振动台的承受能力。
4.振动控制仪
通常选型的标准就是依照样品试验标准或者样品试验准则，以及试验的功能跟类别来选择的。通常会有下面这几种试验类型：1.随机振动试验2.金典冲击试验3.波形再现4.正弦振动试验
还要明确该试验需要多少输出、输入通道，要几个点来测试，要几个点去控制，这些都是要考虑关注的因素。
（四）电动台的基本结构 见图1-1
图1—1电动振动台基本结构
二、对振动台动圈的建模跟探索
（一）动圈模型的创建
振动台的核心部件就是动圈，它是驱动线圈跟振动台面构造而成的，动圈的优良很大一方面影响着振动台的工作。一阶轴向共振频率是一项重要的频率数据，它决定着了动圈在工作时频率的大小。
动圈的结构包括动圈骨架、工作台面、台面螺钉和动圈绕线。动圈的骨架决定了台面的结构特征，因为骨架的各式各样通常有下面这几种动圈：
1.简约式动圈：这种类型的动圈绕线部分被加工成了有螺纹形状的小槽，小槽的外面和里面都使用的是绝缘材料。但目前很少被使用，就是因为它的谐振频率太低还有就是质量太重了。振动台被标定时，线圈的结构也是有一定要求的：动圈的绕线必须要紧固不能出现绕线断层和松落的现象，动圈的骨架要能够去很好的传递力，它的外皮还不可以出现膜片化。
环境试验箱配合下的振动台：图3-2
图3-2环境试验箱配合下的振动台
温、湿度、振动转接器的规格数据：图3-3
图3-3温、湿度、振动转接器规格
三综合试验箱结合温度、湿度、振动功能于一体三功能的试验箱，具有快速温变速率,提供温度、湿度和振动等的综合测试环境的功能。适用于航空航天产品、信息电子仪器仪表、材料、电工、电子产品、各种电子元气件在综合的恶劣环境下检验其各项性能指标
（三）温、湿度、低气压、振动四综合环境试验系统
引言 1
一、电动振动系统简介 2
（一）电动振动试验系统的原理 2
（二）电动振动系统的组成 2
（三）电动振动试验系统涉及因素 2
（四）电动台的基本结构 3
二、对振动台动圈的建模跟探索 4
（一）动圈模型的创建 4
（二）动圈建模的探索应用 5
三、电动振动系统的分析 6
（一）高加速应力筛选和高加速寿命试验系统 6
（二）温、湿度与振动结合三综合环境试验系统 7
（三）温、湿度、低气压、振动四综合环境试验系统 8
（四）DH高加速度电动振动试验系统 9
总结 10
致谢 11
参考文献 12
引言
在许多重要工程环境中，例如：航空、天，汽车。这些设备使用的时候都有着或多或少振动。很多航空航天设备的损坏都跟振动有很大部分关系，可以说振动是降低设备寿命的原因之一。据有关部门的统计，因为振动存在的原因而导致设备损坏在所有故障中比重占得很大，例如飞机上面的发动机使用中45%往上损坏跟它有关系，还有就是导弹的破坏跟飞行故障50%以上也跟振动有关联。所以，全球很多国家愿意投入大笔资金跟科技人员来研究这些设备在用的途中所出现的振动故障。人们已经越来越重视对振动环境的研究，对振动技术的研究成了产品设计不可或缺的一部分。
一些有试验已经作为用来测量产品靠谱、动力强度方法。因为一些科学因素导致振动台在用的途中会存在试验不准确或者考虑不多的问题，所以很多要求精密度很高的振动试验在振动台上就很难去完成。还有就是振动台能检测的地方是有限的，并不能所有方位都检测到，所以其他的一些数据我们也无法直接获取。
/> 这就需要我们来研究振动试验系统了。它是研究振动试验能不能顺利做下去的前提条件，一个完整的振动试验系统可确保试验品处在良好状态下去测试，从而得到所需的结论。
一、电动振动系统简介
（一）电动振动试验系统的原理
电动振动系统的工作原理是：在同一磁场下，动圈中存在着一定量的电流跟这个磁场互相接触从而出现激振力，为了使这个动圈能够有变化工作，通常在动圈的线圈中施加交变电流。
（二）电动振动系统的组成
这个系统的核心就是它的振动台体，它类似于人类的大脑，是这个系统的关键所在，电动振动台是一种执行系统。另外还有冷却用的装置，功放，励磁电源跟试验范围的设备。因为冷却的方法各式各样，因此可以把它划成强行冷却和自然冷却系统，自然冷却系统的生产还是比较容易的，通常用在一些小型的推力系统上面。强行冷却系统的设计相对来说还是比较复杂的，它分成了液冷跟风冷，正常来讲，生产比较困难的事液冷，它大多用在推力比较大的系统中。冷却系统的电源是由励磁所提供的，能够使冷却装置平稳去工作，让振动台体所产生的热量能够顺利的释放出来。振动控制仪分析加速度计提供的信号，然后根据需要来调整这些信号，功放的作用就是放大由振动控制仪提供的信号给台体让它能够连续振动。
（三）电动振动试验系统涉及因素
1.所需的激振力:
做试验索要求的激振力就是试验系统的加速度跟振动台体的部件质量乘积。F=M*a
假设水平滑台（附加台面）跟夹具质量m1,振动台体的动圈的质量就设为m2,振动试验样品质量为ms时:那么所想要得到的激振力就是：F=（m1+m2+ms）*A
因此必须要先知道水平滑台或者附加台面的质量跟运动部件的质量，还有就是最大激振力，就是F。例如：振动速度为20g的样品质量为20kg，水平滑台跟夹具质量30kg，选择的振动系统动圈质量20kg，系统的推力为：F=(m1+m2+ms)*A=(30+20+20)*20=2000kg.就得出系统所需要的推力为2000kg紧接着就根据所得出的推力去寻找适合的 振动台。
2.振动台最大位移跟频率、振动台的最大加速度以及它的最大速度
当振动台是正弦振动，系统的加速度A跟系统所产生频率Hz还有系统的位移D的计算方法如下：V=（2πf/1000）*D;A=(2Πf)*V={(2πf)*(2πf)/1000}*D
3.对于一些振动试验涉及到参数的考虑:
空载最大加速度：
当振动系统处于一个空载的状态下然后它的加速度就能到达一个最大值，通常这个最大值就是该系统的本身激振力跟它所保持运动装置的商。
最大速度：
在该试验中可以到达的最大速度，往往这个最大速度被功放的输出电压和绕在动圈上面线的长短所影响。
振动系统的最大位移：
该系统在工作时可以到达的极限位移。用单振幅0-p或峰振幅p-p表示。
频率范围：
因为系统本身存在一定的变量，这些变量一一对应振动系统所产生的频率范围。
振动系统在一定条件下所产生的激振力：
振动系统所能产生的额定推力。正弦振动时该值指的是峰值推力；随机振动时该值指的是有效值rms。该值受动圈线圈可以通过的最大电流限制。
最大试验载荷：
振动台所能加载的最大试验载荷。该值受振动台动圈支撑气囊限制，但可以通过辅助支撑等方法可以大大扩展振动台的承受能力。
4.振动控制仪
通常选型的标准就是依照样品试验标准或者样品试验准则，以及试验的功能跟类别来选择的。通常会有下面这几种试验类型：1.随机振动试验2.金典冲击试验3.波形再现4.正弦振动试验
还要明确该试验需要多少输出、输入通道，要几个点来测试，要几个点去控制，这些都是要考虑关注的因素。
（四）电动台的基本结构 见图1-1
图1—1电动振动台基本结构
二、对振动台动圈的建模跟探索
（一）动圈模型的创建
振动台的核心部件就是动圈，它是驱动线圈跟振动台面构造而成的，动圈的优良很大一方面影响着振动台的工作。一阶轴向共振频率是一项重要的频率数据，它决定着了动圈在工作时频率的大小。
动圈的结构包括动圈骨架、工作台面、台面螺钉和动圈绕线。动圈的骨架决定了台面的结构特征，因为骨架的各式各样通常有下面这几种动圈：
1.简约式动圈：这种类型的动圈绕线部分被加工成了有螺纹形状的小槽，小槽的外面和里面都使用的是绝缘材料。但目前很少被使用，就是因为它的谐振频率太低还有就是质量太重了。振动台被标定时，线圈的结构也是有一定要求的：动圈的绕线必须要紧固不能出现绕线断层和松落的现象，动圈的骨架要能够去很好的传递力，它的外皮还不可以出现膜片化。
环境试验箱配合下的振动台：图3-2
图3-2环境试验箱配合下的振动台
温、湿度、振动转接器的规格数据：图3-3
图3-3温、湿度、振动转接器规格
三综合试验箱结合温度、湿度、振动功能于一体三功能的试验箱，具有快速温变速率,提供温度、湿度和振动等的综合测试环境的功能。适用于航空航天产品、信息电子仪器仪表、材料、电工、电子产品、各种电子元气件在综合的恶劣环境下检验其各项性能指标
（三）温、湿度、低气压、振动四综合环境试验系统
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