振動試驗項目開展之前,需要拿到測試條件,清楚的明確你想要的結果,這個時候就要判定你所選擇的振動臺設備能否滿足要求,需要進行精確的計算。對于剛剛接觸振動試驗臺的新人又會覺得無從下手,本文從實際應用的角度簡單介紹如何判定。
一、了解振動臺的原理和結構
振動臺系統(tǒng)有幾大部分組成,臺體、控制儀、功率放大器(簡稱功放)、振動臺、制冷單元(有風冷、水冷、油冷多種形式)、傳感器。
驅動線圈中通入交流電,動圈將受到磁場交變力的作用,使活動系統(tǒng)產(chǎn)生運動,即電→磁→力。由于試樣尺寸及安裝方式的不同,一般都需要安裝垂直擴展臺面。又因為試驗要求水平方面的振動臺,一般也需要有水平滑臺。
垂直擴展臺面(方形,圓形)
水平滑臺的組成:導軌、花崗巖平臺、金屬臺面、連接頭、油壓系統(tǒng)等。通過油壓系統(tǒng)在花崗巖平臺和金屬臺面之前泵入潤滑油形成油膜,便于減小金屬臺面沿著導軌在水平向運動的摩擦力。金屬臺面通過連接頭與振動臺連接。
二、振動試驗需要考慮的條件
最重要最基本的一個公式:
f=ma
1、推力(f) 單位是牛(N)
推力一般有振動臺標稱最大推力,平常所說的多少噸臺子,或者多少公斤的臺子。推力的單位是牛頓(N),力的單位換算成質量單位就是噸或者千克,比如標稱80KN的振動臺通常稱作8噸的臺子。
2、質量(m) 單位是千克(kg)
質量分為以下幾個可能的部分
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、試驗要求的最大加速度(a)單位:m/s^2或者g
換算關系:10*m/s^2=g
隨機振動中用加速度均方根值(Grms 單位:g)
Grms由ASD或者PSD通過復雜的計算得到。
PSD曲線圖例
功率譜密度(PSD單位:g^2/Hz)
加速度譜密度(ASD 單位:(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,只要不超過這個就可以了。
5、頻率范圍,一般的電動振動臺的頻率雖然標稱頻率范圍:2~2700Hz,但是實際一般工作頻率在5~2500Hz范圍,如果低于5Hz或者高于2500Hz就有可能做不了。
根據(jù)經(jīng)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。這樣我們就可以計算現(xiàn)有設備能否滿足相關條件,同時還要考慮瞬間超載的情況,通常這個系數(shù)為0.8。
因此f=ma就必須細化為:
f=(m1+m2+m3+m4+m5+…)a/0.8
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(shù)據(jù)均時臨時假定):
m1=1kg(試樣)
m2=4kg(夾具)
m3=15kg(連接頭,水平方向需要計入)
m40=50kg(垂直擴展臺)
m41=300kg(水平臺面)
m5=60kg(動圈)
X、Y向一般定義為水平向,Z向定義為垂直向。
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
該值大于8噸的推力,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8噸的推力,所以可以滿足。
以上就是小編對選購振動臺時提出的建議,還有其它關于振動臺的疑問可參考:(振動試驗基礎知識),歡迎撥打劍喬全國熱線電話:0769-87922848/138 2913 5934,劍喬團隊隨時為您服務!