企業使用振動臺做振動試驗，一般情況使用比較多的普遍是正弦振動試驗和隨機振動試驗，那它的原理和推力計算是怎么樣的呢，下面由劍喬儀器小編為大家講解下，有什么不懂的歡迎隨時聯系我們！
振動試驗，是指評定產品在預期的使用環境中抗振能力，對受振動的實物或模型進行的試驗，振動試驗原理示意圖如下圖所示。

根據施加(jia)的(de)(de)振(zhen)動(dong)載荷(he)的(de)(de)類型(xing)，把振(zhen)動(dong)試驗(yan)分(fen)為正弦(xian)振(zhen)動(dong)試驗(yan)和隨機(ji)振(zhen)動(dong)試驗(yan)兩種。本文主要(yao)對正弦(xian)掃頻和隨機(ji)振(zhen)動(dong)試驗(yan)常用公(gong)式進行推導。
 

一 正弦掃頻試驗

1. 振動臺(tai)推力計(ji)算

式中，F 為推(tui)力 (N)；m0 為振動臺(tai)運動部分有效質(zhi)量(liang) (kg)；m1 為輔(fu)助臺(tai)面質(zhi)量(liang) (kg)；m2 為試件（包括夾具、安裝螺釘）質(zhi)量(liang) (kg)；A 為試驗加速度 (m/s²)。

2. 加速度(du)(du) (A)、速度(du)(du) (V)、位移 (D)，三個振動參數的(de)互換運算公(gong)式

式中，A 為(wei)試(shi)驗加速度(du) (m/s²)；V 為(wei)試(shi)驗速度(du) (m/s)；ω=2πf（角速度(du)），f 為(wei)試(shi)驗頻(pin)率(lv) (Hz)。

式中，V 和(he)ω 與(yu)上式同(tong)義(yi)，D 為位移 (mm0-p) 單峰值(zhi)。

式(shi)(shi)中，A、D 與(yu)以(yi)上(shang)同義，該公式(shi)(shi)亦可簡化為：

式中(zhong)，，A 的單位(wei)為g，1g=9.8m/s²。所(suo)以

這(zhe)時A 的單位為m/s²。

3. 定振(zhen)級(ji)掃頻試驗平(ping)滑交越點(dian)頻率的計算公式(shi)

加(jia)速度與速度平滑交越點頻率的計算公(gong)式(shi)：

式中，fA-V 為加速(su)(su)度與速(su)(su)度平滑交越點(dian)頻(pin)率 (Hz)。（A 和(he)V 與前面同(tong)義）

速(su)度與(yu)位移平滑交(jiao)越點(dian)頻率(lv)的計算公式：

式中，fV-D  為加速(su)度與(yu)速(su)度平滑(hua)交越點頻率(lv) (Hz)。（V 和(he)D 與(yu)前面同義）。

加速度與位移平(ping)滑交越點頻率的計算(suan)公(gong)式：

式中，fA-D 為加(jia)速度與位移平(ping)滑(hua)交越點頻率 (Hz)，A 的單位是(shi)m/s²。

4. 掃描(miao)時間和掃描(miao)速率(lv)的計算公式

線性掃描比(bi)較簡單

式(shi)中，S1 為(wei)掃(sao)描(miao)時(shi)間 (s 或 min)；fH-fL 為(wei)掃(sao)描(miao)寬帶，其中fH 為(wei)上(shang)限(xian)頻(pin)率(lv)，fL  為(wei)下限(xian)頻(pin)率(lv) (Hz)；V1 為(wei)掃(sao)描(miao)速率(lv) (Hz/min 或 Hz/s)。

對數掃(sao)頻(pin)，倍頻(pin)程的(de)計算公式如下所示：

式中，n 為倍頻程 (oct)；fH 為上(shang)限頻率(lv) (Hz)；fL 為下(xia)限頻率(lv) (Hz)。

掃(sao)描速率(lv)計算公式(shi)

式中，R 為掃(sao)(sao)描速率 (oct/min 或 oct/s)；fH 為上限(xian)頻率 (Hz)，fL 為下限(xian)頻率 (Hz)；T 為掃(sao)(sao)描時間。

掃描時間計算公式

式中，T 為(wei)掃(sao)描時間 (min 或(huo) s)；n 為(wei)倍頻程 (oct)；R 為(wei)掃(sao)描速率 (oct/min 或(huo) oct/s)。

二 隨機(ji)振(zhen)動試(shi)驗

1. 頻(pin)率(lv)分辨率(lv)計算公式

式中(zhong)，△f 為頻率(lv)分(fen)辨力 (Hz)；fmax 為最高控制(zhi)頻率(lv)；N 為譜線數(shu)（線數(shu)）；fmax是△f 的整(zheng)倍數(shu)。

2. 隨機振動加速度總均(jun)方根(gen)值的計(ji)算(suan)

功(gong)率(lv)譜(pu)密度(du)曲(qu)線圖

平直譜計算(suan)公式(shi)

升譜計算公式(shi)

降譜計算公(gong)式

式(shi)中，m=N/3，N 為譜線的斜率 (dB/octive)。加速度總均(jun)方根值：

利用升(sheng)譜(pu)公(gong)式計算得(de)：

利用平直(zhi)譜公(gong)式計算得：

利用降(jiang)譜(pu)公式計(ji)算得：

利用加速度(du)總均(jun)方根值公式(shi)計算(suan)得：

3. 利用(yong)曲線(xian)圍(wei)成面積，計算加速度總均(jun)方根值(zhi)

功率(lv)譜(pu)密(mi)度曲線圖

為了簡便起見，往(wang)往(wang)將(jiang)功率(lv)譜密(mi)度(du)曲線圖劃分(fen)成若干矩形和(he)(he)三角形，并利(li)用上升斜率(lv)（如(ru)(ru)3dB/oct）和(he)(he)下降斜率(lv)（如(ru)(ru)-6dB/oct）分(fen)別算(suan)出wa 和(he)(he)w2，然后(hou)求各個幾何(he)形狀(zhuang)的面積與面積和(he)(he)，再開方(fang)求出加速(su)度(du)總均方(fang)根值(zhi)。

注意：這種計算(suan)方(fang)法的結(jie)果往往比用升降譜(pu)計算(suan)結(jie)果要大(da)，作為大(da)概估算(suan)可用，但(dan)要精確計算(suan)就不能(neng)用。

舉例：

設w=wb+w1=0.2g²/Hz，fa=10Hz，fb=20Hz，f1=1000Hz，f2=2000Hz，由于fa 的(de)wa 升至fb 的(de)wb 處，斜率是(shi)3dB/oct，而wb=0.2g²/Hz，所以wa=0.1g²/Hz。

又由于f1 的w1 降至f2 的w2 處(chu),斜率是-6dB/oct，而(er)w1=0.2g²/Hz。所以w2=0.05g²/Hz，將功(gong)率譜密度(du)曲線(xian)劃分成三個長(chang)方(fang)形(xing)(xing) (A1、A2、A3) 和(he)兩(liang)個三角形(xing)(xing) (A4、A5)，再分別(bie)求(qiu)出各幾何形(xing)(xing)的面積，則

加速度總均方根(gen)值

4. 求(qiu)加速度(du)(du)功率(lv)譜(pu)密度(du)(du)斜率(lv) (dB/oct) 公式(shi)

式中：，wH 為頻率fH 處的加速度功率譜密度值 (g²/Hz)，wL 為頻率fL 處的加速度功率譜密度值(g²/Hz)。