隨機振動及試驗技術激振設備與激振技術學習教案

1、會計學1隨機振動及試驗隨機振動及試驗(shyn)技術激振設備與激技術激振設備與激振技術振技術第一頁，共52頁。2021-12-214.1概述(i sh)2第2頁/共52頁第二頁，共52頁。2021-12-214.1概述(i sh)3第3頁/共52頁第三頁，共52頁。2021-12-214.2 隨機振動的等價(dngji)條件4第4頁/共52頁第四頁，共52頁。2021-12-214.2 隨機振動的等價(dngji)條件xx xx ( )x t( )x t22xx 1122;ffff1212,ffff()xGf()xGf( )x t( )x t( )x t5第5頁/共52頁第五頁，共52頁。20

2、21-12-214.2 隨機振動的等價(dngji)條件11()()xxGfGf ()xGf f 1f 2f 0 0 ()xGf f 0 0 1f 2f 22()()xxGfGf ()()xxGfGf與與()()xxGfGf( (4 4.4).4)4 4.5).5)6第6頁/共52頁第六頁，共52頁。2021-12-21 正弦振動正弦振動 自動控制儀自動控制儀 功率功率 放大器放大器 前置前置 放大器放大器 顯示顯示 記錄儀記錄儀 試件試件 振動臺振動臺 7第7頁/共52頁第七頁，共52頁。2021-12-21 ()dfdt 常常數(shù)數(shù)00 逆逆掃掃描描正正掃掃描描()/()dfdtdf dtf

3、 （lnln ）常常數(shù)數(shù)對對數(shù)數(shù)掃掃描描率率常常數(shù)數(shù)1ff11ln()ftf 或：1tff e (4.6)4.7)（4.8)（4.9)8第8頁/共52頁第八頁，共52頁。2021-12-21 12ktff 112tktff ef 2211ffffdfN 12,ff(4(4. .1010) )9第9頁/共52頁第九頁，共52頁。2021-12-2110第10頁/共52頁第十頁，共52頁。2021-12-21 隨機隨機 信號源信號源 均衡均衡 設備設備 功率功率 放大器放大器 振動臺振動臺 保護保護 裝置裝置 11第11頁/共52頁第十一頁，共52頁。2021-12-21 ( )xGff 0( )

4、yGf f 0f 0( )yGf ()yGf f 0均衡前均衡前 僅對振動僅對振動 臺均衡前臺均衡前 振動臺振動臺-試件試件系統(tǒng)均衡系統(tǒng)均衡 1.01.0 0.50.5 ()H f1.01.0理想理想 f 0f lf uf 0 0 0ulfQff 12第12頁/共52頁第十二頁，共52頁。2021-12-21 隨機隨機 信號源信號源 均衡濾均衡濾波器組波器組 設備設備 功率功率 放大器放大器 振動臺振動臺 混合器混合器 13第13頁/共52頁第十三頁，共52頁。2021-12-2114第14頁/共52頁第十四頁，共52頁。2021-12-2115第15頁/共52頁第十五頁，共52頁。2021-

5、12-2116第16頁/共52頁第十六頁，共52頁。2021-12-2117第17頁/共52頁第十七頁，共52頁。2021-12-21類型類型激振器激振器特點特點機 械 振機 械 振動臺動臺直接作用式直接作用式: :利用凸利用凸輪直接驅(qū)動工作臺輪直接驅(qū)動工作臺. . 載荷和推力很大，比較容易在同一臺載荷和推力很大，比較容易在同一臺面上實現(xiàn)不同方向的振動，價格低廉，面上實現(xiàn)不同方向的振動，價格低廉，工作可靠，使用維護方便。工作頻率工作可靠，使用維護方便。工作頻率范圍窄，加速度失真較大?？蓾M足實范圍窄，加速度失真較大。可滿足實驗方法中低頻段實驗要求，適用于中驗方法中低頻段實驗要求，適用于中小型整機

6、、儀器、儀表、家用電器及小型整機、儀器、儀表、家用電器及零部件振動試驗。零部件振動試驗。慣性式慣性式: :利用不平衡利用不平衡質(zhì)量旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心質(zhì)量旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力作為激振動力力作為激振動力, ,一一般用彈性元件支承般用彈性元件支承. .可分為共振區(qū)工作和可分為共振區(qū)工作和超共振區(qū)工作兩種超共振區(qū)工作兩種. .18第18頁/共52頁第十八頁，共52頁。2021-12-21類型類型激振器激振器特特 點點電 動電 動振 動振 動臺臺由恒定的磁場和位于磁場中由恒定的磁場和位于磁場中通有一定交變電流的線圈相通有一定交變電流的線圈相互作用而產(chǎn)生出一定的激振互作用而產(chǎn)生出一定的激振力。力。工作頻率寬，振動

7、波形好，易于自動工作頻率寬，振動波形好，易于自動控制，操作調(diào)節(jié)方便；但結(jié)構復雜，控制，操作調(diào)節(jié)方便；但結(jié)構復雜，價格較昂貴，載荷和工作臺面不大，價格較昂貴，載荷和工作臺面不大，某些振動臺漏磁場較大。可滿足試驗某些振動臺漏磁場較大?？蓾M足試驗方法中規(guī)定的方法中規(guī)定的5Hz5Hz以上的各頻段試驗以上的各頻段試驗要求，適用于各類電子器件的振動試要求，適用于各類電子器件的振動試驗。配備附加臺面和水平臺，還可適驗。配備附加臺面和水平臺，還可適用中小型整機振動試驗。用中小型整機振動試驗。 液壓液壓振動振動臺臺通過一定的能量轉(zhuǎn)換裝置通過一定的能量轉(zhuǎn)換裝置, ,將油泵流出的高壓流體的能將油泵流出的高壓流體的能

8、量轉(zhuǎn)換成激振力，以驅(qū)使振量轉(zhuǎn)換成激振力，以驅(qū)使振動臺往復運動。常用的轉(zhuǎn)換動臺往復運動。常用的轉(zhuǎn)換裝置由電液伺服閥和液壓作裝置由電液伺服閥和液壓作動筒組成動筒組成, ,亦稱亦稱”電液電液”振振動臺。動臺。下限頻率低，容易實現(xiàn)大推力下限頻率低，容易實現(xiàn)大推力, ,重載重載荷、大位移，易于自動控制，對試品荷、大位移，易于自動控制，對試品無磁場影響；但設備復雜，價格昂貴，無磁場影響；但設備復雜，價格昂貴，設備基礎要求高?？蓾M足試驗方法中設備基礎要求高。可滿足試驗方法中低、中頻段的試驗要求，試用于地震、低、中頻段的試驗要求，試用于地震、船舶、拖拉機等行業(yè)的各類產(chǎn)品試驗。船舶、拖拉機等行業(yè)的各類產(chǎn)品試驗。

9、19第19頁/共52頁第十九頁，共52頁。2021-12-21類型類型激振器激振器特點特點電磁振電磁振動臺動臺由電磁鐵和磁性材料由電磁鐵和磁性材料相互作用產(chǎn)生激振力，相互作用產(chǎn)生激振力，以驅(qū)動振動臺往復運以驅(qū)動振動臺往復運動。動。結(jié)構簡單，價格低廉，但結(jié)構簡單，價格低廉，但頻率單一，若需要其它工頻率單一，若需要其它工作頻率，控制復雜，功耗作頻率，控制復雜，功耗大。主要用于振動機械，大。主要用于振動機械，很少用于振動試驗。很少用于振動試驗。壓電振壓電振動臺動臺由壓電元件的壓電效由壓電元件的壓電效應的激振力來驅(qū)動工應的激振力來驅(qū)動工作臺。作臺。工 作 頻 率 范 圍 可 達工 作 頻 率 范 圍

10、可 達 2 0 -2 0 -1000010000HzHz以上，但激振力很以上，但激振力很小，僅用于小型薄壁件的小，僅用于小型薄壁件的試驗。試驗。磁致伸磁致伸縮振動縮振動臺臺由磁致伸縮元件磁致由磁致伸縮元件磁致伸縮效應產(chǎn)生的激振伸縮效應產(chǎn)生的激振力來驅(qū)動工作臺。力來驅(qū)動工作臺。工作頻率可達上萬工作頻率可達上萬HzHz，可，可用來作超聲波激振。用來作超聲波激振。20第20頁/共52頁第二十頁，共52頁。2021-12-21sinFBLiBLIt 21第21頁/共52頁第二十一頁，共52頁。2021-12-2122第22頁/共52頁第二十二頁，共52頁。2021-12-21000Fm a 0m(4(

11、4. .1111) )23第23頁/共52頁第二十三頁，共52頁。2021-12-21obebF(mm )a (4(4. .1212) )24第24頁/共52頁第二十四頁，共52頁。2021-12-2112111esmmfa()()af m baemf1am 2aem1sf()f em(4(4. .1313) )fsf I25第25頁/共52頁第二十五頁，共52頁。2021-12-21ammFae)( 量量振動臺運動部分等效質(zhì)振動臺運動部分等效質(zhì) em試試驗驗載載荷荷的的質(zhì)質(zhì)量量 am(4(4. .1414) )26第26頁/共52頁第二十六頁，共52頁。2021-12-21%10022 zy

12、xaaaT%100max aN 27第27頁/共52頁第二十七頁，共52頁。2021-12-21%100001 aaaN28第28頁/共52頁第二十八頁，共52頁。2021-12-2129第29頁/共52頁第二十九頁，共52頁。2021-12-2130第30頁/共52頁第三十頁，共52頁。2021-12-2131第31頁/共52頁第三十一頁，共52頁。2021-12-2132第32頁/共52頁第三十二頁，共52頁。2021-12-21類型類型名稱名稱原理原理機械式機械式慣性激慣性激振器振器單軸慣性激振器單軸慣性激振器雙軸慣性激振器雙軸慣性激振器多軸慣性激振器多軸慣性激振器利用偏心質(zhì)量旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生

13、的離心慣性力利用偏心質(zhì)量旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的離心慣性力作為激振力，可產(chǎn)生較大的激振力而尺作為激振力，可產(chǎn)生較大的激振力而尺寸較小，結(jié)構簡單，便于制造，波形不寸較小，結(jié)構簡單，便于制造，波形不好，頻段窄，軸及軸承承受的動載荷大好，頻段窄，軸及軸承承受的動載荷大電氣式電氣式激振器激振器電動式激振器電動式激振器利用通有交變電流的線圈在磁場中受力利用通有交變電流的線圈在磁場中受力而激振力而激振力電 磁 式 激 振 器電 磁 式 激 振 器（磁吸式、磁動（磁吸式、磁動式）式）利用交變磁場與恒定磁場疊加，對磁場利用交變磁場與恒定磁場疊加，對磁場內(nèi)活動銜鐵產(chǎn)生極化作用，使銜鐵受交內(nèi)活動銜鐵產(chǎn)生極化作用，使銜鐵受交變

14、磁力而產(chǎn)生激振力變磁力而產(chǎn)生激振力渦流式激振器渦流式激振器利用置于磁場中的試件和與其不接觸的利用置于磁場中的試件和與其不接觸的通有交變電流的線圈間產(chǎn)生的渦流而形通有交變電流的線圈間產(chǎn)生的渦流而形成激振力成激振力33第33頁/共52頁第三十三頁，共52頁。2021-12-21類型類型名稱名稱原理原理電氣式電氣式激振器激振器（續(xù)）（續(xù)）渦流式激振器渦流式激振器利用置于磁場中的試件和與其不接觸的通有利用置于磁場中的試件和與其不接觸的通有交變電流的線圈間產(chǎn)生的渦流而形成激振力交變電流的線圈間產(chǎn)生的渦流而形成激振力壓電式激振器壓電式激振器利用逆壓電效應，在壓電晶體兩極施加高頻利用逆壓電效應，在壓電晶體兩

15、極施加高頻交變電壓，晶體產(chǎn)生高頻激振力交變電壓，晶體產(chǎn)生高頻激振力磁致伸縮式激磁致伸縮式激振器振器利用鐵磁材料的磁致伸縮效應，當鎳鐵桿處利用鐵磁材料的磁致伸縮效應，當鎳鐵桿處于交變磁場中，會使桿產(chǎn)生拉伸和壓縮變形于交變磁場中，會使桿產(chǎn)生拉伸和壓縮變形而產(chǎn)生相應的激振力而產(chǎn)生相應的激振力液動、液動、氣動式氣動式激振器激振器液動式激振器液動式激振器利用一定的能量轉(zhuǎn)換裝置將液壓能換成往復利用一定的能量轉(zhuǎn)換裝置將液壓能換成往復運動的機械能而產(chǎn)生激振力運動的機械能而產(chǎn)生激振力氣動式激振器氣動式激振器利用一定的能量轉(zhuǎn)換裝置將一定壓力的氣體利用一定的能量轉(zhuǎn)換裝置將一定壓力的氣體能量轉(zhuǎn)換為往復運動的機械能而產(chǎn)

16、生激振力能量轉(zhuǎn)換為往復運動的機械能而產(chǎn)生激振力34第34頁/共52頁第三十四頁，共52頁。2021-12-2135第35頁/共52頁第三十五頁，共52頁。2021-12-2136第36頁/共52頁第三十六頁，共52頁。2021-12-2137第37頁/共52頁第三十七頁，共52頁。2021-12-2138第38頁/共52頁第三十八頁，共52頁。2021-12-2139第39頁/共52頁第三十九頁，共52頁。2021-12-2140第40頁/共52頁第四十頁，共52頁。2021-12-2141第41頁/共52頁第四十一頁，共52頁。2021-12-2142第42頁/共52頁第四十二頁，共52頁。2021-12-2143第43頁/共52頁第四十三頁，共52頁。2021-12-2144第44頁/共52頁第四十四頁，共52頁。2021-12-2145第45頁/共52頁第四十五頁，