前言：多年來,國內(nei)實驗室力學環(huan)境模擬(ni)試驗的(de)規模與投資(zi)、涉(she)及行業(ye)的(de)領域(yu)與深度、參(can)與人(ren)員的(de)數量與技能發生質的(de)改變，對推動國內(nei)振動臺的(de)振(zhen)動試驗發展(zhan)有很大的(de)影響，而目前(qian)振(zhen)動臺已廣(guang)泛用(yong)于航(hang)空航(hang)天、電(dian)子電(dian)器(qi)(qi)、艦船、兵器(qi)(qi)、交通機車(che)等眾多(duo)領(ling)域！

很多企業在啟(qi)動(dong)振動(dong)臺(tai)(tai)項目采購前，相關負責人(ren)都會(hui)得到(dao)技(ji)術部或者工程(cheng)的技(ji)術參(can)數(shu)(shu)要求去市場上詢價，而大(da)多數(shu)(shu)人(ren)其實對振動(dong)臺(tai)(tai)完全不(bu)懂不(bu)知(zhi)道區別分類(lei)，也不(bu)懂得選型。這就(jiu)導(dao)致了浪費了很多人(ren)力(li)物力(li)最后買回去的振動(dong)臺(tai)(tai)根本達不(bu)到(dao)試驗標準，下(xia)面小(xiao)編會(hui)振動(dong)臺(tai)(tai)的結構，分類(lei)，選型進行一個基本的講解(jie)希望(wang)能(neng)幫(bang)到(dao)大(da)家！

一、振(zhen)動臺的原理和結(jie)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）控制儀、振(zhen)動臺(tai)、附加臺(tai)面及夾具、制(zhi)冷(leng)單元(yuan)（有冷(leng)卻風機、水冷(leng)裝(zhuang)置）、傳感器(qi)、水平滑臺(tai)。

二、振動臺分(fen)類

1、機(ji)械式振動臺 — 原(yuan)理是把機(ji)械能轉化成動能。
特點：推力(li)大、波形差、價(jia)格低廉，適用于低頻(pin)（5hz-80hz）疲勞實(shi)驗。
機械振(zhen)(zhen)動試(shi)驗臺頻(pin)率范(fan)圍一(yi)般為5-80hz。以zui大負載為主要規格。zui大位(wei)移一(yi)般為±3-5mm。zui大加速(su)度一(yi)般可達10g。臺面尺(chi)寸大。一(yi)般不用配水平滑(hua)臺即可作水平振(zhen)(zhen)動。它(ta)的噪音較大，也(ye)不能作隨機振(zhen)(zhen)動。常用于電子、電工(gong)、光學儀器等產(chan)品的整機振(zhen)(zhen)動試(shi)驗。

圖為：機械式振動臺

2、電(dian)動(dong)式振動(dong)臺 — 原(yuan)理是(shi)把電(dian)能轉換(huan)成(cheng)動(dong)能。

特點：推力(li)大，數(shu)據波形(xing)(xing)精準，振幅可(ke)調，支持頻率5-5000HZ，加速度可(ke)達(da)100G。工作(zuo)性(xing)能穩(wen)定可(ke)靠(kao)，使用(yong)、操作(zuo)與(yu)維護方便(bian)，能長時間連(lian)續工作(zuo)，臺面漏(lou)磁(ci)小。采(cai)用(yong)“雙磁(ci)路結(jie)構”、“自生成(cheng)(cheng)骨架動(dong)圈(quan)”、“直線軸承(cheng)和(he)(he)滾輪導向”、“耳軸隔振”等現代先進技術和(he)(he)專用(yong)工藝，可(ke)分別完(wan)成(cheng)(cheng)三(san)軸向的(de)(de)正弦振動(dong)試(shi)驗和(he)(he)寬帶隨機振動(dong)試(shi)驗，可(ke)完(wan)成(cheng)(cheng)經(jing)典（半正弦、梯(ti)形(xing)(xing)、后峰鋸齒）沖擊和(he)(he)沖擊響應譜試(shi)驗。可(ke)配置氣候箱，完(wan)成(cheng)(cheng)力(li)學與(yu)氣候多環境綜合試(shi)驗。可(ke)制作(zuo)風冷(leng)/水冷(leng)/及其標準振動(dong)臺。并且均滿足GB/T13310-1991、GB2423、10-1995、JJG190-1997、JJG948-1999、IEC68-2-64（FC）、GJB150-86、GJB360、IEC68-2-64（FH）目前在要求(qiu)較(jiao)高(gao)的(de)(de)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(dong)臺 — 原理是把液壓能(neng)轉換成動(dong)能(neng)。
特點(dian)：低頻(pin)（超低頻(pin)）、推力(li)(li)大、負載(zai)能力(li)(li)強、控制方(fang)便，但工作上(shang)限(xian)頻(pin)率低（一(yi)般(ban)以幾十hz到(dao)幾百(bai)hz為上(shang)限(xian)）。
液壓振動(dong)(dong)試(shi)驗(yan)臺以(yi)輸出激(ji)振力為(wei)主要(yao)規格。頻率范圍一(yi)般為(wei)1-200hz。zui大位移一(yi)般為(wei)±100-200mm。zui大加速(su)度一(yi)般可達10g。配以(yi)水(shui)平滑臺可以(yi)作水(shui)平振動(dong)(dong)，配以(yi)隨機控制儀可以(yi)作隨機振動(dong)(dong)。它(ta)的(de)噪音較大，運行(xing)成本及(ji)價格比較高。常用于汽車等(deng)產品(pin)的(de)整車振動(dong)(dong)試(shi)驗(yan)以(yi)及(ji)建筑、水(shui)利(li)工(gong)程的(de)地(di)震(zhen)模擬振動(dong)(dong)試(shi)驗(yan)。

圖為：液壓式振動臺

三、振動臺選型實例

選型最(zui)重要最(zui)基本(ben)的一個(ge)公(gong)式：

f=ma

1、推(tui)力(li)(f)  單位是牛（N）

推(tui)力一般有振(zhen)動(dong)臺(tai)(tai)(tai)標稱最大推(tui)力，平常所說的(de)(de)(de)(de)多(duo)少噸臺(tai)(tai)(tai)子，或者多(duo)少公斤(jin)的(de)(de)(de)(de)臺(tai)(tai)(tai)子。推(tui)力的(de)(de)(de)(de)單位(wei)是(shi)牛頓(dun)（N），力的(de)(de)(de)(de)單位(wei)換(huan)算成(cheng)質量(liang)單位(wei)就(jiu)是(shi)噸或者千克，比如標稱80KN的(de)(de)(de)(de)振(zhen)動(dong)臺(tai)(tai)(tai)通常稱作8噸的(de)(de)(de)(de)臺(tai)(tai)(tai)子。

2、質量(m) 單(dan)位是千克（kg）

質量分(fen)為以(yi)下(xia)幾個可能的(de)部分(fen)

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(yan)要求的最(zui)大(da)加速度（a）單位：m/s^2或者(zhe)g

換算關系：10*m/s^2=g

隨機振動中用加速度均方根值(zhi)（Grms 單位：g）

Grms由(you)ASD或者PSD通過復雜(za)的(de)計算(suan)得到。

圖為：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(pin)率范圍，一(yi)般(ban)的電(dian)動振動臺(tai)的頻(pin)率雖然標稱頻(pin)率范圍：2～2700Hz，但是實際一(yi)般(ban)工作頻(pin)率在5~2500Hz范圍，如果低于5Hz或(huo)者(zhe)高于2500Hz就有可(ke)能做(zuo)不了(le)。

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。這樣我們就可(ke)以(yi)計算現有(you)設備能否(fou)滿足相關(guan)條件，同時還要考慮瞬間超(chao)載的情況，通常這個系數為0.8。

因此f=ma就必須(xu)細化為(wei):

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（所列數據均時臨時假定(ding)）：

m1=1kg（試樣）

m2=4kg（夾具）

m3=15kg（連接(jie)頭，水(shui)平方(fang)向需(xu)要計入）

m40=50kg(垂直擴展(zhan)臺)

m41=300kg(水平臺面(mian))

m5=60kg（動圈）

X、Y向(xiang)一(yi)般(ban)定(ding)(ding)義為(wei)水平向(xiang)，Z向(xiang)定(ding)(ding)義為(wei)垂(chui)直向(xiang)。

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(dun)的推(tui)力，所以不能滿(man)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(zu)試驗。

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