前言：多年來,國(guo)內(nei)實(shi)驗室力(li)學環(huan)境模擬試驗的(de)(de)(de)(de)規模與投(tou)資、涉及行業的(de)(de)(de)(de)領域與深度、參與人員的(de)(de)(de)(de)數量與技能發生質的(de)(de)(de)(de)改(gai)變，對推動國(guo)內(nei)振動臺(tai)的(de)振動試(shi)驗發展有很大的(de)影響(xiang)，而(er)目前振動臺(tai)已(yi)廣泛用(yong)于航空航天、電(dian)子電(dian)器(qi)、艦船(chuan)、兵器(qi)、交通機車等眾多(duo)領域(yu)！

很多企業(ye)在(zai)啟動(dong)(dong)振動(dong)(dong)臺(tai)(tai)項目采購前，相(xiang)關(guan)負責人都(dou)會得到技術(shu)部(bu)或者工程的技術(shu)參(can)數要(yao)求(qiu)去(qu)市場(chang)上詢價，而大多數人其(qi)實對振動(dong)(dong)臺(tai)(tai)完全不(bu)懂不(bu)知道區別分類(lei)，也不(bu)懂得選(xuan)型(xing)。這(zhe)就導致了(le)浪費了(le)很多人力物(wu)力最后買回去(qu)的振動(dong)(dong)臺(tai)(tai)根本達(da)不(bu)到試驗標準(zhun)，下(xia)面小編(bian)會振動(dong)(dong)臺(tai)(tai)的結構，分類(lei)，選(xuan)型(xing)進行(xing)一個基本的講解希望(wang)能幫到大家！

一、振動(dong)臺的原理和(he)結構

圖為：振動系統的組成

振動臺系統有幾大部分組成功率放大器（簡稱功放）控制儀、振動臺(tai)、附加臺(tai)面(mian)及夾具(ju)、制冷單元(yuan)（有冷卻風機(ji)、水冷裝置(zhi)）、傳(chuan)感器、水平滑臺(tai)。

二(er)、振動臺(tai)分類

1、機械式振動臺 — 原理是(shi)把機械(xie)能轉化成動能。
特點：推力大(da)、波(bo)形(xing)差、價格低廉，適(shi)用于低頻（5hz-80hz）疲勞實驗(yan)。
機(ji)械(xie)振動(dong)(dong)試(shi)驗(yan)臺(tai)頻率范圍一般為(wei)5-80hz。以zui大(da)(da)負載為(wei)主要規格(ge)。zui大(da)(da)位移一般為(wei)±3-5mm。zui大(da)(da)加速(su)度一般可(ke)達10g。臺(tai)面尺寸大(da)(da)。一般不用(yong)配水平滑臺(tai)即可(ke)作(zuo)水平振動(dong)(dong)。它的噪音較大(da)(da)，也不能作(zuo)隨機(ji)振動(dong)(dong)。常用(yong)于電子、電工、光(guang)學(xue)儀(yi)器等產(chan)品的整機(ji)振動(dong)(dong)試(shi)驗(yan)。

圖為：機械式振動臺

2、電動(dong)式振動(dong)臺 — 原(yuan)理是把電能轉換(huan)成動(dong)能。

特點：推力大(da)，數據波形(xing)精(jing)準，振(zhen)(zhen)幅可(ke)(ke)(ke)調，支持頻率5-5000HZ，加速度可(ke)(ke)(ke)達100G。工(gong)作性能穩(wen)定可(ke)(ke)(ke)靠(kao)，使用、操作與(yu)維護方便(bian)，能長時間連(lian)續工(gong)作，臺(tai)面漏磁小。采用“雙磁路結構”、“自生成(cheng)骨(gu)架動圈”、“直線軸承和滾(gun)輪導向(xiang)”、“耳軸隔振(zhen)(zhen)”等現代先進技術和專用工(gong)藝，可(ke)(ke)(ke)分(fen)別(bie)完成(cheng)三軸向(xiang)的正弦(xian)振(zhen)(zhen)動試驗和寬(kuan)帶隨機振(zhen)(zhen)動試驗，可(ke)(ke)(ke)完成(cheng)經(jing)典（半正弦(xian)、梯形(xing)、后峰鋸齒）沖擊和沖擊響應譜試驗。可(ke)(ke)(ke)配置氣候(hou)箱，完成(cheng)力學與(yu)氣候(hou)多環境綜合試驗。可(ke)(ke)(ke)制作風冷(leng)(leng)/水冷(leng)(leng)/及其標準振(zhen)(zhen)動臺(tai)。并且(qie)均滿足GB/T13310-1991、GB2423、10-1995、JJG190-1997、JJG948-1999、IEC68-2-64（FC）、GJB150-86、GJB360、IEC68-2-64（FH）目前(qian)在要求較高(gao)的航空航天、電子電器、艦船、兵器、交通機車等行業使用較多。

圖為：電動式振動臺

3、液(ye)壓(ya)式振動(dong)臺 — 原理(li)是把液(ye)壓(ya)能(neng)轉換(huan)成動(dong)能(neng)。
特點：低(di)頻(pin)（超低(di)頻(pin)）、推力(li)大、負載能(neng)力(li)強、控(kong)制方便，但工作上限頻(pin)率低(di)（一般以幾(ji)十hz到幾(ji)百hz為上限）。
液壓振(zhen)(zhen)動(dong)試驗臺以(yi)輸出激振(zhen)(zhen)力為主要規格(ge)。頻率范圍一般為1-200hz。zui大(da)位移一般為±100-200mm。zui大(da)加速度一般可達10g。配(pei)以(yi)水(shui)平滑臺可以(yi)作(zuo)水(shui)平振(zhen)(zhen)動(dong)，配(pei)以(yi)隨機(ji)控(kong)制儀可以(yi)作(zuo)隨機(ji)振(zhen)(zhen)動(dong)。它(ta)的(de)(de)噪(zao)音較大(da)，運行成本及(ji)價(jia)格(ge)比較高(gao)。常用于汽車(che)等產品的(de)(de)整車(che)振(zhen)(zhen)動(dong)試驗以(yi)及(ji)建筑(zhu)、水(shui)利工程的(de)(de)地震模(mo)擬振(zhen)(zhen)動(dong)試驗。

圖為：液壓式振動臺

三、振動臺選型實例

選型最(zui)重要最(zui)基本的一(yi)個公式(shi)：

f=ma

1、推力(f)  單位是(shi)牛（N）

推(tui)力(li)(li)一般有振動(dong)臺(tai)標稱(cheng)最大推(tui)力(li)(li)，平常所說的(de)多少噸(dun)臺(tai)子(zi)，或(huo)者(zhe)多少公斤的(de)臺(tai)子(zi)。推(tui)力(li)(li)的(de)單(dan)位是牛頓（N），力(li)(li)的(de)單(dan)位換算成質量單(dan)位就是噸(dun)或(huo)者(zhe)千克，比如標稱(cheng)80KN的(de)振動(dong)臺(tai)通常稱(cheng)作8噸(dun)的(de)臺(tai)子(zi)。

2、質(zhi)量(m) 單(dan)位是千克（kg）

質量(liang)分為以下幾個可能的(de)部分

1）試樣的質量m1

2）夾具的質量m2

3）連接頭的質量（一般是水平向試驗時需要計入）m3

4）擴展臺面的質量（水平滑臺或者垂直擴展臺面的質量）m4

5）動圈的質量（這是基本是一個恒定值）m5

所以m=m1+m2+m3+m4+m5+…

3、試(shi)驗要求(qiu)的最(zui)大加速度（a）單(dan)位(wei)：m/s^2或(huo)者g

換算關系：10*m/s^2=g

隨機振(zhen)動中用加(jia)速度(du)均方根值（Grms 單(dan)位(wei)：g）

Grms由ASD或者(zhe)PSD通過(guo)復雜的計(ji)算得到。

圖為：PSD曲線圖例

功率譜密度（PSD單位：g^2/Hz）

加速度譜密(mi)度（ASD 單(dan)位(wei)：(m/s^2)^2/Hz）

兩者換算關系：

1 g^2/Hz=(9.8 m/s^2)^2/Hz=96.04 m^2/s^3

4、位移，單位mm

一般振動臺都會標稱比如：最大位移（p‐p）：76mm，只(zhi)要不超過這個就可以了。

5、頻(pin)率(lv)(lv)范(fan)圍，一般的(de)電動振(zhen)動臺的(de)頻(pin)率(lv)(lv)雖然標稱頻(pin)率(lv)(lv)范(fan)圍：2～2700Hz，但是實際一般工作頻(pin)率(lv)(lv)在5~2500Hz范(fan)圍，如果低于(yu)(yu)5Hz或者高于(yu)(yu)2500Hz就有可(ke)能(neng)做(zuo)不了。

根據經驗：客戶給到的振動試驗條件，一般能夠給到的較多的是試樣質量（重量），最大加速度值或者Grms值ASD或PSD。這(zhe)樣我(wo)們就可(ke)以計算(suan)現有設備能否滿(man)足相(xiang)關條件，同(tong)時還要考慮瞬間超載的情況(kuang)，通(tong)常這(zhe)個系(xi)數為0.8。

因此f=ma就必(bi)須細化(hua)為(wei):

f=(m1+m2+m3+m4+m5+…)a/0.8

客戶選型實例：

客戶給出條件：1kg試樣，加上夾具不會超過5kg，最大加速度要30g，問8噸推力振動臺能否滿足X、Y、Z三向振動試驗要求？

 逐一確認上式中（所列數(shu)據(ju)均(jun)時臨(lin)時假(jia)定）：

m1=1kg（試(shi)樣）

m2=4kg（夾具）

m3=15kg（連(lian)接頭，水平方(fang)向(xiang)需要計入）

m40=50kg(垂直擴展臺)

m41=300kg(水平臺面)

m5=60kg（動圈(quan)）

X、Y向(xiang)一般定義為水平(ping)向(xiang)，Z向(xiang)定義為垂直向(xiang)。

水平向計算驗證：

f=(m1+m2+m3+m41+m5+…)a/0.8

 =(1+4+15+300+60)*30/0.8

 =14250kg

 =142500N>80000N

該值(zhi)大(da)于8噸(dun)的推力，所以不能滿足。

垂直向計算驗證：

f=(m1+m2+m40+m5+…)a/0.8

 =(1+4+50+60)*30/0.8

 =4312.5kg

 =43125N<80000N

該值小于(yu)8噸的(de)推力，所以(yi)(yi)可以(yi)(yi)滿足試驗(yan)。

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