振動測試的概念 振動試驗是指評定產(chǎn)品在預(yù)期的使用環(huán)境中抗振能力而對受振動的實物或模型進(jìn)行的試驗。根據(jù)施加的振動載荷的類型把振動試驗分為正弦振動試驗和隨機(jī)振動試驗 兩種。正弦振動試驗包括定額振動試驗和掃描正弦振動試驗。掃描振動試驗要求振動頻率按一定規(guī)律變化,如線性變化或指數(shù)規(guī)律變化。振動試驗設(shè)備分為加載設(shè)備 和控制設(shè)備兩部分。加載設(shè)備有機(jī)械式振動臺、電磁式振動臺和電液式振動臺。電磁式振動臺是目前使用最廣泛的一種加載設(shè)備。振動控制試驗用來產(chǎn)生振動信號和 控制振動量級的大小。振動控制設(shè)備應(yīng)具備正弦振動控制功能和隨機(jī)振動控制功能。振動試驗主要是環(huán)境模擬,試驗參數(shù)為頻率范圍、振動幅值和試驗持續(xù)時間。振 動對產(chǎn)品的影響有:結(jié)構(gòu)損壞,如結(jié)構(gòu)變形、產(chǎn)品裂紋或斷裂;產(chǎn)品功能失效或性能超差,如接觸不良、繼電器誤動作等,這種破壞不屬于永久性破壞,因為一旦振 動減小或停止,工作就能恢復(fù)正常;工藝性破壞,如螺釘或連接件松動、脫焊。從振動試驗技術(shù)發(fā)展趨勢看,將采用多點(diǎn)控制技術(shù)、多臺聯(lián)合激動技術(shù)。圖為飛機(jī)振 動試驗情況。
振動試驗的簡介 振動試驗是仿真產(chǎn)品在運(yùn)輸(Transportation)、安裝(Installation)及使用(Use)環(huán)境中所遭遇到的各種振動環(huán)境影響,本試 驗是模擬產(chǎn)品在運(yùn)輸、安裝及使用環(huán)境下所遭遇到的各種振動環(huán)境影響,用來確定產(chǎn)品是否能承受各種環(huán)境振動的能力。振動試驗是評定元器件、零部件及整機(jī)在預(yù) 期的運(yùn)輸及使用環(huán)境中的抵抗能力. 一通檢測認(rèn)為最常使用振動方式可分為正弦振動及隨機(jī)振動兩種。正弦振動是實驗室中經(jīng)常采用的試驗方法,以模擬旋轉(zhuǎn)、脈動、震蕩(在船舶、飛機(jī)、車輛、空間 飛行器上所出現(xiàn)的)所產(chǎn)生的振動以及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)共振頻率分析和共振點(diǎn)駐留驗證為主,其又分為掃頻振動和定頻振動兩種,其嚴(yán)苛程度取決于頻率范圍、振幅值、試 驗持續(xù)時間。隨機(jī)振動則以模擬產(chǎn)品整體性結(jié)構(gòu)耐震強(qiáng)度評估以及在包裝狀態(tài)下的運(yùn)送環(huán)境,其嚴(yán)苛程度取決于頻率范圍、GRMS、試驗持續(xù)時間和軸向。 物體或質(zhì)點(diǎn)相對于平衡位置所作的往復(fù)運(yùn)動叫振動。振動又分為正弦振動、隨機(jī)振動、復(fù)合振動、掃描振動、定頻振動。描述振動的主要參數(shù)有:振幅、速度、加速度。單頻正弦振動頻率為f時,振幅單峰值為D,則其速度單峰值為 ,加速度單峰值為。
振動試驗標(biāo)準(zhǔn): GJB 150.25-86 GB-T 4857.23-2003 GBT4857.10-2005 WJ231-77 目前可以進(jìn)行該試驗的試驗室有北京華航無線電測量研究所環(huán)境實驗中心、一通檢測實驗室、測量控制設(shè)備及系統(tǒng)實驗室、環(huán)境可靠性與電磁兼容試驗中心、蘇州電器科學(xué)研究所。 在現(xiàn)場或?qū)嶒炇覍φ駝酉到y(tǒng)的實物或模型進(jìn)行的試驗。振動系統(tǒng)是受振動源激勵的質(zhì)量彈性系統(tǒng),如機(jī)器、結(jié)構(gòu)或其零部件、生物體等。振動試驗是從航空航天部門 發(fā)展起來的, 現(xiàn)在已被推廣到動力機(jī)械、 交通運(yùn)輸、建筑等各個工業(yè)部門及環(huán)境保護(hù)、勞動保護(hù)方面,其應(yīng)用日益廣泛。振動試驗包括響應(yīng)測量、動態(tài)特性參量測定、載荷識別以及振動環(huán)境試驗等內(nèi)容。 響應(yīng)測量 主要是振級的測量。為了檢驗機(jī)器、結(jié)構(gòu)或其零部件的運(yùn)行品質(zhì)、安全可靠性以及確定環(huán)境振動條件,必須在各種實際工況下,對振動系統(tǒng)的各個選定點(diǎn)和選定方向 進(jìn)行振動量級的測定,并記錄振動量值同時間變化的關(guān)系(稱為時間歷程)。對周期振動,主要測定振級(位移、速度、加速度或應(yīng)變的幅值或有效值)和振動周 期;對瞬態(tài)振動和沖擊,主要測定位移或加速度的最大峰值和響應(yīng)持續(xù)時間;對平穩(wěn)隨機(jī)振動,主要測定力和響應(yīng)的時間歷程的均值和方差等;對非平穩(wěn)隨機(jī)振動, 可把時間劃分為許多小段,測定各小段內(nèi)時間歷程的均值和方差,找出它們同時間的關(guān)系,并以此作為振級的度量。 許多機(jī)器的振動速度在很寬頻率范圍內(nèi)幾乎為常數(shù),所以可用在機(jī)器上選定點(diǎn)測得的振動速度的最大有效值作為機(jī)器振動強(qiáng)烈程度(稱為振動烈度)的指標(biāo)。 參量測定 為了設(shè)計和試制新機(jī)器或在改造舊機(jī)器時解決減振問題,以及為了提高振動機(jī)械的效率,必須了解系統(tǒng)的動態(tài)特性參量。動態(tài)特性參量很多,對于線性系統(tǒng),最常用 的為模態(tài)參量,包括各階固有頻率、振型、模態(tài)質(zhì)量或模態(tài)剛度、模態(tài)阻尼比。模態(tài)參量可以換算出物理坐標(biāo)(即幾何坐標(biāo))中的力學(xué)參量,包括集中質(zhì)量、剛度和 阻尼矩陣。 測定方法 在工程設(shè)計中,有時只需知道低階(如一、二階)固有頻率、振型以及阻尼系數(shù),可用簡易方法測定這些參量: ①固有頻率測定 用敲擊或突然卸載使系統(tǒng)產(chǎn)生自由振動,記錄其衰減波形并與儀器中的時標(biāo)信號比較,或?qū)⑿盘柊l(fā)生器產(chǎn)生的固定頻率正弦波和衰減波形輸入射線 示波器,由示波器顯示的利薩如圖形求得一、二階固有頻率。如果有激振器或振動臺,則可對系統(tǒng)進(jìn)行步進(jìn)頻率激振或低速掃頻激振以尋找共振頻率,在小阻尼時共 振頻率近似等于固有頻率。 ②振型測定 手持木質(zhì)或鋁質(zhì)探針接觸被測系統(tǒng)各點(diǎn),由撞擊聲音(或憑手感)測定所有不振動點(diǎn)的位置,即節(jié)線位置。對水平放置的平板型系統(tǒng),可在平板上撒上砂粒,振動時砂粒將聚集到節(jié)線上,由節(jié)線分布情況即可大致判斷振型。 ③阻尼測定 可采用衰減振動法、共振法和相位法。衰減振動法是用記錄儀記錄自由振動的衰減波形,由相鄰?fù)虻膬纱位驍?shù)次的振幅的衰減率算出阻尼值;共振法是由共振時振幅和共振區(qū)頻率帶寬算出阻尼值;相位法是由共振區(qū)相位隨頻率變化關(guān)系算出阻尼值。
(1)某地鐵道床隔振結(jié)構(gòu)及隧道結(jié)構(gòu)振動測試
該項目主要是了解地鐵運(yùn)行過程中道床隔振結(jié)構(gòu)的隔振效果的測試,了解過車時產(chǎn)生的振動對隧道結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響,下圖是我公司技術(shù)人員在晚上地鐵停運(yùn)后現(xiàn)場測試和安裝傳感器的一些照片。
