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帶你走進(jìn)一個振動的世界——振動臺試驗(yàn)機(jī)
振動臺試驗(yàn)機(jī)是模擬產(chǎn)品在于制造，組裝運(yùn)輸及使用執(zhí)行階段中所遭遇的各種環(huán)境，用以鑒定產(chǎn)品是否忍受環(huán)境振動的能力，適用于電子、機(jī)電、光電、汽機(jī)車、玩具……等各行各業(yè)的研究、開發(fā)、品管、制造。
振動臺試驗(yàn)機(jī)是用于在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)模擬真實(shí)振動環(huán)境效應(yīng)的試驗(yàn)設(shè)備，振動試驗(yàn)是在振動臺上采用不同的輸入信號激勵樣品。振動試驗(yàn)主要分為正弦和隨機(jī)振動，由于兩者的物理過程不同，在兩者之間沒有嚴(yán)格的等效關(guān)系，所以在選擇試驗(yàn)方式時，切勿進(jìn)行正弦到隨機(jī)的嚴(yán)酷度等級轉(zhuǎn)換。
正弦振動試驗(yàn)使用固定或變化的頻率和幅值的正弦信號，在每一瞬間時僅施加一個頻率，試驗(yàn)條件包括頻率范圍或固定頻率、振幅和試驗(yàn)持續(xù)時間。
真實(shí)環(huán)境中正弦振動很少一單一頻率的振動形式獨(dú)立出現(xiàn)。即使在旋轉(zhuǎn)的機(jī)械上直接測量加速度時也是這樣。如齒輪和軸承，實(shí)際存在的公差和間隙，通常導(dǎo)致在頻率上有微小的變化。旋轉(zhuǎn)機(jī)械的隨機(jī)特性也會發(fā)生某種形式的隨機(jī)振動。
正弦振動可以描述為確定性運(yùn)動，遵循確定的規(guī)律，*可以從過去的狀態(tài)來確定未來任意時間的狀態(tài)。在進(jìn)行正弦掃頻試驗(yàn)過程中，改方法通常用來確定出現(xiàn)失效的時刻，因?yàn)檫@個失效很可能是和特定頻率密切相關(guān)的，而用隨機(jī)振動試驗(yàn)試驗(yàn)方法這種相關(guān)效果不是很明顯。當(dāng)然，相對于隨機(jī)試驗(yàn)方法，正弦試驗(yàn)方法通常需要用更長的時間激發(fā)出失效，這是因?yàn)槊看螔哳l過程中，在每個共振點(diǎn)上只作用很短的時間。盡管在任一時刻只施加一個頻率，如果掃頻速率足夠慢，確實(shí)可以使得樣品的特定共振峰達(dá)到大。也可以用來發(fā)現(xiàn)潛在的破壞性共振點(diǎn)，尤其是在設(shè)計(jì)和研制試驗(yàn)中。
振動臺的隨機(jī)振動試驗(yàn)(GB/T2423.56-2006)的激勵使用一個無規(guī)則的隨機(jī)輸入信號，該信號在所有時間內(nèi)包括規(guī)定規(guī)格頻率范圍(寬帶)內(nèi)的所有頻率分量。其瞬間值服從正態(tài)(高斯)分布。在頻率范圍內(nèi)的分布用加速度譜密度(ASD)曲線表示。
隨機(jī)振動是發(fā)生在真實(shí)環(huán)境中常見的激勵類型。它在未來瞬間值是不能以過去的狀態(tài)來預(yù)知的，只能基于概率進(jìn)行預(yù)測。事實(shí)上，這些特性適用于疲勞、交變應(yīng)力等大多數(shù)與隨機(jī)振動相關(guān)的計(jì)算中。
與正弦試驗(yàn)不同，振動試驗(yàn)臺在持續(xù)時間內(nèi)隨機(jī)振動始終在激勵諧振，盡管達(dá)不到大值。實(shí)驗(yàn)室的大部分隨機(jī)信號有3倍均方根值，這意味著在試驗(yàn)頻率范圍內(nèi)激勵的瞬間值可以從零延伸到3倍總均方根值(r.m.s)。對隨機(jī)激勵要考慮的更大的不同是在過零交叉點(diǎn)之間會出現(xiàn)大量的應(yīng)力交變，既有正向也有負(fù)向。這個性質(zhì)將影響疲勞損傷從而影響發(fā)生失效的預(yù)期壽命。
無論是正弦振動，還是隨機(jī)振動，只有更了解的產(chǎn)品的生產(chǎn)、運(yùn)輸、使用環(huán)境以及試驗(yàn)設(shè)備的屬性特點(diǎn)，才可以更恰當(dāng)?shù)倪x擇自己合適的振動方式，從而篩選優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品，改進(jìn)有缺陷產(chǎn)品的性能。
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