振動(dòng)試驗中相關(guān)參數的應用

　　摘要：通過(guò)受試產(chǎn)品及試驗模擬件在振動(dòng)試驗中，對數據進(jìn)行應用分析，針對產(chǎn)品在振動(dòng)試驗在不同狀態(tài)下，受試產(chǎn)品及模擬件在多部位的響應及傳遞參數響應分析方法，為產(chǎn)品在結構設計及安裝工藝提供有效的基礎支持，及其有著(zhù)重要意義。在振動(dòng)環(huán)境問(wèn)題，提出需要熟悉振動(dòng)測量技術(shù)應用，與數據采集分析。

　　關(guān)鍵詞：工裝裝置 數據識別 交越頻率

　　近年隨著(zhù)軍用產(chǎn)品的迅猛發(fā)展，由于產(chǎn)品在錯綜復雜的環(huán)境因素下工作，帶來(lái)的不確定環(huán)境，涉及面廣，對本身產(chǎn)品的因素，及外界復雜環(huán)境帶來(lái)的突發(fā)條件，直接影響造成產(chǎn)品的結構及強度，可靠性問(wèn)題日益突出，帶來(lái)的問(wèn)題增多，而結構設計及強度問(wèn)題尤為突出，所以就需要能夠在實(shí)驗室模擬外界環(huán)境的振動(dòng)，進(jìn)行振動(dòng)數據采集、數據分析處理，從而提出產(chǎn)品分析方法、思路。

　　一、模擬件振動(dòng)數據采集

　　受試件最好制作模擬件，以便得出測試各點(diǎn)振動(dòng)響應狀態(tài)。由振動(dòng)試驗完成。

　　機械振動(dòng)轉化為電信號是一種數據采集方式，振動(dòng)傳感器分為：位移傳感器，速度傳感器，加速度傳感器，按測量原理分：變換電阻的有電位計式，應變式、壓阻式傳感器等等，這里采用壓電式傳感器，優(yōu)點(diǎn)，結構簡(jiǎn)單、牢固、體積小、重量輕、頻率響應范圍寬，動(dòng)態(tài)范圍大，性能穩定、抗外界干擾能力強，

　　本工作提供分析振動(dòng)環(huán)境下的應用分析，在實(shí)驗室完成，振動(dòng)試驗條件選擇《GJB150》執行，數據采集方法依據《GB.電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗設備基本參數檢驗試驗方法》。頻率選擇在5-2000變幅值進(jìn)行掃頻試驗。

　　二、夾具設計思路

　　試驗夾具設計思路，首先考慮材料，鋁鎂合金較佳，有效減少在復雜的振動(dòng)環(huán)境下帶來(lái)的振動(dòng)不確定因素，材料應具有高頻特性及疲勞強度、剛性，阻尼大的特點(diǎn)，結構穩固切對稱(chēng)，結構形式，為圓錐形、圓柱體型、梯形較為適宜，做到夾具與試件質(zhì)心與振動(dòng)臺面質(zhì)心相同，并盡可能將質(zhì)量重心降低。通常振動(dòng)臺工作臺面8等分圓安裝螺孔，要將受試產(chǎn)品安裝在振動(dòng)臺上，必有安裝夾具，夾具設計是一種相當復雜問(wèn)題，因為產(chǎn)品要能夠真實(shí)將振動(dòng)試驗幅值傳遞于產(chǎn)品，夾具質(zhì)量要求非常嚴格，質(zhì)量大受試件響應較好，但是會(huì )帶來(lái)振動(dòng)臺超負荷，質(zhì)量輕綜合復雜數據干擾較多，試驗室數據與實(shí)際數據差異較大。

　　振動(dòng)夾具設計思路應具備(1)掌握受試產(chǎn)品的試驗要求。及產(chǎn)品工作狀態(tài)。(2)熟練試驗應用規范，試件測試方法。(3)安裝方式，同實(shí)際試件安裝方式一致。(4)考慮三軸向使用同一夾具。(5)避開(kāi)試件的固有頻率。(6)測試傳感器安裝，應反映各部位真實(shí)數據。

　　三、振動(dòng)試驗參數識別

　　3.1 共振頻率識別

　　在各種參數識別方法中，主要是各類(lèi)多輸入、多輸出的方法，尤其多點(diǎn)隨機激勵多點(diǎn)模態(tài)分析方法，優(yōu)點(diǎn)是速度快，精度高，識別參數完整，多點(diǎn)正弦掃頻能夠很好測試出逐階諧振頻率與多部位試驗數據。當激勵頻率等于r階固有頻率時(shí)，則相位共振準則。

　　3.2 阻尼因子和廣義質(zhì)量測量

　　在共振頻率附近掃頻，在結構上選擇代表測試點(diǎn)，得出曲線(xiàn)，導出，在小阻尼近似表達式。

　　3.3 交越點(diǎn)與交越頻率

　　交越點(diǎn)是指試驗曲線(xiàn)改變定振方式的轉折點(diǎn)，是反映定加速度，定位移的折線(xiàn)，直接量化此點(diǎn)的變化情況，以便確定在交越點(diǎn)的抖動(dòng)、突變，所以在試驗中曲線(xiàn)平滑為佳。如表1反映出在不同頻率幅值變化。

　　從表1可見(jiàn)，正弦振動(dòng)試驗規定交越頻率有一定的范圍，試驗嚴酷等級，所以，交越頻率設置要精確，從而定加速度、定位移轉換顯平滑。

　　3.4 采樣頻率高控制分辨率

　　采樣頻率越高，獲得的信號響應頻率越高，如果采樣總時(shí)間0.5秒，獲得3200線(xiàn)譜，則，實(shí)際常采用=1Hz～3 Hz滿(mǎn)足數據測試采樣，效果較佳。

　　3.5 傳感器布控

　　實(shí)驗室振動(dòng)試驗是復現外界振動(dòng)環(huán)境的現象，為了確保外界振動(dòng)環(huán)境真實(shí)可靠，傳感器數據測試信號是重中之重，傳感器布控位置的控制與測試直接模擬反應近似實(shí)際狀態(tài)。

　　(1)固定點(diǎn)是在受試件與臺面點(diǎn)處。

　　(2)測試點(diǎn)，根據《GB2423》受試件所承受實(shí)際振動(dòng)量值。

　　(3)檢測點(diǎn)，在振動(dòng)中采用監測與測量所產(chǎn)生的響應，也可是薄弱點(diǎn)，敏感點(diǎn)。

　　(4)基準點(diǎn)，根據《GB2423》參與控制所用，可單點(diǎn)或多點(diǎn)控制。

　　四、結論

　　實(shí)驗室模擬振動(dòng)試驗是驗證產(chǎn)品的有效方法，能夠真實(shí)有效的數據采樣，數據處理等，而數據的真實(shí)性是保證試驗的基礎，本文通過(guò)實(shí)驗室進(jìn)行試驗，闡述相關(guān)參數的必要性，從而判斷數據有效性、正確性。