企業使用振動臺做振動試驗，一般情況使用比較多的普遍是正弦振動試驗和隨機振動試驗，那它的原理和推力計算是怎么樣的呢，下面由劍喬儀器小編為大家講解下，有什么不懂的歡迎隨時聯系我們！
振動試驗，是指評定產品在預期的使用環境中抗振能力，對受振動的實物或模型進行的試驗，振動試驗原理示意圖如下圖所示。

根據(ju)施加的(de)振動(dong)載荷(he)的(de)類(lei)型，把振動(dong)試(shi)驗(yan)分為正弦振動(dong)試(shi)驗(yan)和隨(sui)機振動(dong)試(shi)驗(yan)兩種。本文主要對正弦掃(sao)頻和隨(sui)機振動(dong)試(shi)驗(yan)常用公式進行推導。
 

一 正弦掃頻試驗(yan)

1. 振動臺推(tui)力計算

式中，F 為(wei)(wei)推力(li) (N)；m0 為(wei)(wei)振(zhen)動(dong)臺運(yun)動(dong)部(bu)分有效質量 (kg)；m1 為(wei)(wei)輔助臺面質量 (kg)；m2 為(wei)(wei)試件（包括夾具、安裝(zhuang)螺釘）質量 (kg)；A 為(wei)(wei)試驗(yan)加(jia)速(su)度 (m/s²)。

2. 加(jia)速度(du)(du) (A)、速度(du)(du) (V)、位移 (D)，三(san)個振動參數的互換運算公式(shi)

式中，A 為(wei)試驗加速(su)度(du) (m/s²)；V 為(wei)試驗速(su)度(du) (m/s)；ω=2πf（角速(su)度(du)），f 為(wei)試驗頻率(lv) (Hz)。

式中，V 和(he)ω 與(yu)上(shang)式同義(yi)，D 為位移 (mm0-p) 單峰值。

式中，A、D 與以上同(tong)義(yi)，該公式亦可簡化為：

式(shi)中，，A 的(de)單位為g，1g=9.8m/s²。所以(yi)

這時A 的單位(wei)為(wei)m/s²。

3. 定振(zhen)級掃頻(pin)試驗平滑交越點頻(pin)率的計算(suan)公式

加速(su)度與速(su)度平滑交越點(dian)頻率(lv)的計算公(gong)式：

式中，fA-V 為(wei)加速(su)度(du)與速(su)度(du)平(ping)滑交越點頻率(lv) (Hz)。（A 和V 與前面(mian)同義(yi)）

速度與(yu)位移平滑交越(yue)點頻率(lv)的計算(suan)公式：

式中(zhong)，fV-D  為(wei)加速度與速度平滑(hua)交越(yue)點頻率 (Hz)。（V 和(he)D 與前面同義(yi)）。

加(jia)速度與位移平滑交越點(dian)頻(pin)率的計算公式：

式中，fA-D 為加速度與(yu)位(wei)移平滑(hua)交越點頻率 (Hz)，A 的(de)單位(wei)是(shi)m/s²。

4. 掃描(miao)時間(jian)和(he)掃描(miao)速率的計算公式

線性掃描比(bi)較簡單(dan)

式中，S1 為(wei)掃(sao)(sao)描時間 (s 或(huo) min)；fH-fL 為(wei)掃(sao)(sao)描寬帶(dai)，其(qi)中fH 為(wei)上限頻率(lv)，fL  為(wei)下(xia)限頻率(lv) (Hz)；V1 為(wei)掃(sao)(sao)描速(su)率(lv) (Hz/min 或(huo) Hz/s)。

對(dui)數(shu)掃頻，倍頻程的計算公式如下所示：

式中，n 為倍頻(pin)程 (oct)；fH 為上(shang)限頻(pin)率 (Hz)；fL 為下限頻(pin)率 (Hz)。

掃描(miao)速率計算公式

式中，R 為(wei)(wei)掃(sao)(sao)描(miao)速率(lv)(lv) (oct/min 或 oct/s)；fH 為(wei)(wei)上限(xian)頻率(lv)(lv) (Hz)，fL 為(wei)(wei)下(xia)限(xian)頻率(lv)(lv) (Hz)；T ;為(wei)(wei)掃(sao)(sao)描(miao)時間。

掃描時間計算公式

式中，T 為掃描時(shi)間 (min 或 s)；n 為倍頻(pin)程(cheng) (oct)；R 為掃描速率 (oct/min 或 oct/s)。

二 隨機振動試(shi)驗

1. 頻率(lv)分辨率(lv)計算公式

式中(zhong)，△f 為(wei)頻(pin)率分辨(bian)力 (Hz)；fmax 為(wei)最(zui)高控制(zhi)頻(pin)率；N 為(wei)譜(pu)線(xian)數(shu)（線(xian)數(shu)）；fmax是△f 的整倍數(shu)。

2. 隨機振動加(jia)速度總均方根(gen)值(zhi)的(de)計算

功率譜(pu)密(mi)度曲(qu)線(xian)圖

平直譜計算公(gong)式

升(sheng)譜計算公(gong)式

降譜(pu)計(ji)算(suan)公式

式中(zhong)，m=N/3，N 為譜線的斜(xie)率 (dB/octive)。加速(su)度(du)總(zong)均(jun)方(fang)根值：

利用(yong)升譜公式計算得：

利(li)用平(ping)直譜公(gong)式計算得：

利(li)用(yong)降譜公式計算得(de)：

利(li)用加速度總均方根值公式計算得：

3. 利用曲線圍成面積，計算加(jia)速度總均(jun)方根(gen)值

功率譜密度曲(qu)線圖

為(wei)了簡便起見，往(wang)往(wang)將功率譜(pu)密度曲線圖劃分(fen)成若干矩(ju)形(xing)和三角形(xing)，并(bing)利(li)用上升斜率（如3dB/oct）和下降(jiang)斜率（如-6dB/oct）分(fen)別算出(chu)wa 和w2，然后求各個幾何形(xing)狀的面(mian)積與面(mian)積和，再開方求出(chu)加速度總均方根(gen)值。

注意(yi)：這種計(ji)算(suan)方法的結果(guo)往往比用(yong)升(sheng)降譜計(ji)算(suan)結果(guo)要大，作為大概估算(suan)可(ke)用(yong)，但要精(jing)確計(ji)算(suan)就(jiu)不能用(yong)。

舉例：

設w=wb+w1=0.2g²/Hz，fa=10Hz，fb=20Hz，f1=1000Hz，f2=2000Hz，由于fa 的(de)wa 升至(zhi)fb 的(de)wb 處，斜率是3dB/oct，而wb=0.2g²/Hz，所以(yi)wa=0.1g²/Hz。

又(you)由于f1 的w1 降(jiang)至f2 ;的w2 處,斜率是(shi)-6dB/oct，而(er)w1=0.2g²/Hz。所以w2=0.05g²/Hz，將功(gong)率譜密(mi)度(du)曲線劃分成三(san)個(ge)長方形(xing) (A1、A2、A3) 和兩個(ge)三(san)角形(xing) (A4、A5)，再分別求出各幾(ji)何(he)形(xing)的面積，則

加(jia)速(su)度總(zong)均方(fang)根值

4. 求加(jia)速度功(gong)率譜(pu)密度斜率 (dB/oct) 公式

式中：，wH 為頻率fH 處的加速度功率譜密度值 (g²/Hz)，wL 為頻率fL 處的加速度功率譜密度值(g²/Hz)。