前言(yan)：多年來,國內實驗(yan)室(shi)力學(xue)環境模擬試驗(yan)的(de)規(gui)模與(yu)(yu)投資、涉(she)及(ji)行(xing)業的(de)領(ling)域與(yu)(yu)深度(du)、參與(yu)(yu)人員的(de)數量(liang)與(yu)(yu)技(ji)能發生(sheng)質的(de)改變，對(dui)推(tui)動(dong)國內振動臺的(de)振動試驗發展(zhan)有很大的(de)影響，而(er)目前振動臺已廣(guang)泛用(yong)于(yu)航空航天、電(dian)子電(dian)器、艦船、兵器、交通機車等眾多(duo)領(ling)域！

很(hen)(hen)多(duo)企業在啟動(dong)振(zhen)動(dong)臺(tai)(tai)項目(mu)采購前，相關負責人都會得到技(ji)術部或者工程(cheng)的(de)技(ji)術參數(shu)要求(qiu)去(qu)市場(chang)上詢價(jia)，而大多(duo)數(shu)人其實對振(zhen)動(dong)臺(tai)(tai)完全不懂不知道(dao)區(qu)別(bie)分類，也不懂得選(xuan)型。這(zhe)就導致了(le)浪費了(le)很(hen)(hen)多(duo)人力物力最后買回去(qu)的(de)振(zhen)動(dong)臺(tai)(tai)根(gen)本(ben)達不到試(shi)驗標準，下面(mian)小編會振(zhen)動(dong)臺(tai)(tai)的(de)結構(gou)，分類，選(xuan)型進行一個基(ji)本(ben)的(de)講解希望能幫到大家！

一、振動臺的原理和結構

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(kong)制儀、振動臺、附加(jia)臺面及夾具、制冷(leng)單元(yuan)（有冷(leng)卻風機、水冷(leng)裝置）、傳感(gan)器、水平滑臺。

二、振動臺分類

1、機(ji)械(xie)式(shi)振動臺 — 原(yuan)理是把機械能(neng)轉化成動能(neng)。
特點(dian)：推(tui)力(li)大、波(bo)形差、價格低廉，適用于低頻(pin)（5hz-80hz）疲勞實(shi)驗。
機(ji)械振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)試(shi)驗臺頻(pin)率(lv)范圍一(yi)般為5-80hz。以zui大(da)(da)負載為主要(yao)規格。zui大(da)(da)位(wei)移一(yi)般為±3-5mm。zui大(da)(da)加(jia)速度(du)一(yi)般可達10g。臺面尺寸大(da)(da)。一(yi)般不用配水(shui)平滑臺即可作水(shui)平振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)。它的(de)噪音較(jiao)大(da)(da)，也不能(neng)作隨機(ji)振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)。常(chang)用于電(dian)子、電(dian)工、光學(xue)儀器等產品的(de)整機(ji)振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)試(shi)驗。

圖為：機械式振動臺

2、電動(dong)式(shi)振(zhen)動(dong)臺 — 原理是把(ba)電能轉換成(cheng)動(dong)能。

特點：推力大，數據波形精準(zhun)，振(zhen)幅可(ke)調，支持頻率5-5000HZ，加(jia)速度可(ke)達100G。工作(zuo)性(xing)能(neng)穩定(ding)可(ke)靠，使用、操作(zuo)與(yu)維護(hu)方便，能(neng)長時間連續(xu)工作(zuo)，臺面(mian)漏磁小。采用“雙磁路結(jie)構(gou)”、“自生成(cheng)骨(gu)架動圈”、“直線軸承和(he)(he)滾輪導向(xiang)(xiang)”、“耳(er)軸隔振(zhen)”等現代(dai)先進技術和(he)(he)專(zhuan)用工藝，可(ke)分別完(wan)成(cheng)三軸向(xiang)(xiang)的正弦(xian)振(zhen)動試(shi)(shi)驗和(he)(he)寬帶隨機振(zhen)動試(shi)(shi)驗，可(ke)完(wan)成(cheng)經典（半正弦(xian)、梯形、后峰鋸(ju)齒）沖(chong)擊(ji)和(he)(he)沖(chong)擊(ji)響應譜試(shi)(shi)驗。可(ke)配(pei)置(zhi)氣(qi)候(hou)箱(xiang)，完(wan)成(cheng)力學與(yu)氣(qi)候(hou)多環境綜(zong)合試(shi)(shi)驗。可(ke)制作(zuo)風冷/水冷/及其標準(zhun)振(zhen)動臺。并且均滿足(zu)GB/T13310-1991、GB2423、10-1995、JJG190-1997、JJG948-1999、IEC68-2-64（FC）、GJB150-86、GJB360、IEC68-2-64（FH）目前在要(yao)求(qiu)較高的航空航天、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、液壓式振動臺 — 原理(li)是(shi)把液壓能轉換成動能。
特(te)點：低(di)頻（超低(di)頻）、推力大、負載能力強、控制(zhi)方便，但(dan)工作上(shang)(shang)限頻率低(di)（一般以幾十hz到幾百hz為上(shang)(shang)限）。
液壓(ya)振(zhen)動(dong)(dong)試驗(yan)臺以(yi)輸出激振(zhen)力為主(zhu)要(yao)規格(ge)(ge)。頻率范圍一般(ban)為1-200hz。zui大(da)(da)位移(yi)一般(ban)為±100-200mm。zui大(da)(da)加速度一般(ban)可(ke)達10g。配以(yi)水平滑臺可(ke)以(yi)作水平振(zhen)動(dong)(dong)，配以(yi)隨(sui)機控(kong)制(zhi)儀(yi)可(ke)以(yi)作隨(sui)機振(zhen)動(dong)(dong)。它(ta)的(de)(de)(de)噪音較大(da)(da)，運行成(cheng)本(ben)及(ji)(ji)價格(ge)(ge)比(bi)較高。常用于(yu)汽車等產品的(de)(de)(de)整車振(zhen)動(dong)(dong)試驗(yan)以(yi)及(ji)(ji)建(jian)筑、水利工程的(de)(de)(de)地震模擬(ni)振(zhen)動(dong)(dong)試驗(yan)。

圖為：液壓式振動臺

三、振動臺選型實例

選型最重(zhong)要最基本(ben)的一(yi)個公式：

f=ma

1、推力(f)  單位是(shi)牛（N）

推(tui)力(li)一般有振(zhen)動臺(tai)標稱最大推(tui)力(li)，平(ping)常所說的(de)多(duo)少(shao)噸臺(tai)子(zi)，或者多(duo)少(shao)公斤的(de)臺(tai)子(zi)。推(tui)力(li)的(de)單(dan)位是(shi)牛頓(dun)（N），力(li)的(de)單(dan)位換(huan)算成質量(liang)單(dan)位就是(shi)噸或者千克，比如標稱80KN的(de)振(zhen)動臺(tai)通常稱作8噸的(de)臺(tai)子(zi)。

2、質量(m) 單位是(shi)千克(ke)（kg）

質量(liang)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(huan)算關系：10*m/s^2=g

隨(sui)機振(zhen)動(dong)中用加速度均(jun)方(fang)根值(zhi)（Grms 單位(wei)：g）

Grms由ASD或(huo)者PSD通過復雜的(de)計算(suan)得到。

圖為：PSD曲線圖例

功率譜密度（PSD單位(wei)：g^2/Hz）

加(jia)速度譜密(mi)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(zhe)個(ge)就可以(yi)了。

5、頻(pin)(pin)(pin)率(lv)范圍，一(yi)般的電動振(zhen)動臺的頻(pin)(pin)(pin)率(lv)雖然(ran)標稱頻(pin)(pin)(pin)率(lv)范圍：2～2700Hz，但是(shi)實際一(yi)般工作頻(pin)(pin)(pin)率(lv)在5~2500Hz范圍，如(ru)果低于5Hz或者高于2500Hz就有(you)可能(neng)做不了。

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)樣我們就可以計算(suan)現有(you)設備能否滿足相關條件，同(tong)時還要(yao)考慮瞬(shun)間超(chao)載的情況，通常這(zhe)個系(xi)數為0.8。

因此(ci)f=ma就必須細化為:

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)據均時臨(lin)時假定）：

m1=1kg（試樣）

m2=4kg（夾(jia)具）

m3=15kg（連(lian)接頭(tou)，水(shui)平方向需要(yao)計(ji)入）

m40=50kg(垂直擴展臺(tai))

m41=300kg(水平臺面(mian))

m5=60kg（動圈）

X、Y向一般定(ding)義為(wei)(wei)水平(ping)向，Z向定(ding)義為(wei)(wei)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(zhi)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(man)足試驗。

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