振動(dòng)試驗(yàn)中相關(guān)參數(shù)的應(yīng)用
摘要：通過受試產(chǎn)品及試驗(yàn)?zāi)M件在振動(dòng)試驗(yàn)中，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行應(yīng)用分析，針對(duì)產(chǎn)品在振動(dòng)試驗(yàn)在不同狀態(tài)下，受試產(chǎn)品及模擬件在多部位的響應(yīng)及傳遞參數(shù)響應(yīng)分析方法，為產(chǎn)品在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及安裝工藝提供有效的基礎(chǔ)支持，及其有著重要意義。在振動(dòng)環(huán)境問題，提出需要熟悉振動(dòng)測(cè)量技術(shù)應(yīng)用，與數(shù)據(jù)采集分析。
關(guān)鍵詞：工裝裝置 數(shù)據(jù)識(shí)別 交越頻率
近年隨著軍用產(chǎn)品的迅猛發(fā)展，由于產(chǎn)品在錯(cuò)綜復(fù)雜的環(huán)境因素下工作，帶來的不確定環(huán)境，涉及面廣，對(duì)本身產(chǎn)品的因素，及外界復(fù)雜環(huán)境帶來的突發(fā)條件，直接影響造成產(chǎn)品的'結(jié)構(gòu)及強(qiáng)度，可靠性問題日益突出，帶來的問題增多，而結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及強(qiáng)度問題尤為突出，所以就需要能夠在實(shí)驗(yàn)室模擬外界環(huán)境的振動(dòng)，進(jìn)行振動(dòng)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)采集
受試件最好制作模擬件，以便得出測(cè)試各點(diǎn)振動(dòng)響應(yīng)狀態(tài)。由振動(dòng)試驗(yàn)完成。
機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)是一種數(shù)據(jù)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(cè)量原理分：變換電阻的有電位計(jì)式，應(yīng)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(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、牢固、體積小、重量輕、頻率響應(yīng)范圍寬，動(dòng)態(tài)范圍大，性能穩(wěn)定、抗外界干擾能力強(qiáng)，
本工作提供分析振動(dòng)環(huán)境下的應(yīng)用分析，在實(shí)驗(yàn)室完成，振動(dòng)試驗(yàn)條件選擇《GJB150》執(zhí)行，數(shù)據(jù)采集方法依據(jù)《GB.電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備基本參數(shù)檢驗(yàn)試驗(yàn)方法》。頻率選擇在5-2000變幅值進(jìn)行掃頻試驗(yàn)。
二、夾具設(shè)計(jì)思路
試驗(yàn)夾具設(shè)計(jì)思路，首先考慮材料，鋁鎂合金較佳，有效減少在復(fù)雜的振動(dòng)環(huán)境下帶來的振動(dòng)不確定因素，材料應(yīng)具有高頻特性及疲勞強(qiáng)度、剛性，阻尼大的特點(diǎn)，結(jié)構(gòu)穩(wěn)固切對(duì)稱，結(jié)構(gòu)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(tái)面質(zhì)心相同，并盡可能將質(zhì)量重心降低。通常振動(dòng)臺(tái)工作臺(tái)面8等分圓安裝螺孔，要將受試產(chǎn)品安裝在振動(dòng)臺(tái)上，必有安裝夾具，夾具設(shè)計(jì)是一種相當(dāng)復(fù)雜問題，因?yàn)楫a(chǎn)品要能夠真實(shí)將振動(dòng)試驗(yàn)幅值傳遞于產(chǎn)品，夾具質(zhì)量要求非常嚴(yán)格，質(zhì)量大受試件響應(yīng)較好，但是會(huì)帶來振動(dòng)臺(tái)超負(fù)荷，質(zhì)量輕綜合復(fù)雜數(shù)據(jù)干擾較多，試驗(yàn)室數(shù)據(jù)與實(shí)際數(shù)據(jù)差異較大。
振動(dòng)夾具設(shè)計(jì)思路應(yīng)具備(1)掌握受試產(chǎn)品的試驗(yàn)要求。及產(chǎn)品工作狀態(tài)。(2)熟練試驗(yàn)應(yīng)用規(guī)范，試件測(cè)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)避開試件的固有頻率。(6)測(cè)試傳感器安裝，應(yīng)反映各部位真實(shí)數(shù)據(jù)。
三、振動(dòng)試驗(yàn)參數(shù)識(shí)別
3.1 共振頻率識(shí)別
在各種參數(shù)識(shí)別方法中，主要是各類多輸入、多輸出的方法，尤其多點(diǎn)隨機(jī)激勵(lì)多點(diǎn)模態(tài)分析方法，優(yōu)點(diǎn)是速度快，精度高，識(shí)別參數(shù)完整，多點(diǎn)正弦掃頻能夠很好測(cè)試出逐階諧振頻率與多部位試驗(yàn)數(shù)據(jù)。當(dāng)激勵(lì)頻率等于r階固有頻率時(shí)，則相位共振準(zhǔn)則。
3.2 阻尼因子和廣義質(zhì)量測(cè)量
在共振頻率附近掃頻，在結(jié)構(gòu)上選擇代表測(cè)試點(diǎn)，得出曲線，導(dǎo)出，在小阻尼近似表達(dá)式。
3.3 交越點(diǎn)與交越頻率
交越點(diǎn)是指試驗(yàn)曲線改變定振方式的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，是反映定加速度，定位移的折線，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(yàn)中曲線平滑為佳。如表1反映出在不同頻率幅值變化。
從表1可見，正弦振動(dòng)試驗(yàn)規(guī)定交越頻率有一定的范圍，試驗(yàn)嚴(yán)酷等級(jí)，所以，交越頻率設(shè)置要精確，從而定加速度、定位移轉(zhuǎn)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(hào)響應(yīng)頻率越高，如果采樣總時(shí)間0.5秒，獲得3200線譜，則，實(shí)際常采用=1Hz～3 Hz滿足數(shù)據(jù)測(cè)試采樣，效果較佳。
3.5 傳感器布控
實(shí)驗(yàn)室振動(dòng)試驗(yàn)是復(fù)現(xiàn)外界振動(dòng)環(huán)境的現(xiàn)象，為了確保外界振動(dòng)環(huán)境真實(shí)可靠，傳感器數(shù)據(jù)測(cè)試信號(hào)是重中之重，傳感器布控位置的控制與測(cè)試直接模擬反應(yīng)近似實(shí)際狀態(tài)。
(1)固定點(diǎn)是在受試件與臺(tái)面點(diǎn)處。
(2)測(cè)試點(diǎn)，根據(jù)《GB2423》受試件所承受實(shí)際振動(dòng)量值。
(3)檢測(cè)點(diǎn)，在振動(dòng)中采用監(jiān)測(cè)與測(cè)量所產(chǎn)生的響應(yīng)，也可是薄弱點(diǎn)，敏感點(diǎn)。
(4)基準(zhǔn)點(diǎn)，根據(jù)《GB2423》參與控制所用，可單點(diǎn)或多點(diǎn)控制。
四、結(jié)論
實(shí)驗(yàn)室模擬振動(dòng)試驗(yàn)是驗(yàn)證產(chǎn)品的有效方法，能夠真實(shí)有效的數(shù)據(jù)采樣，數(shù)據(jù)處理等，而數(shù)據(jù)的真實(shí)性是保證試驗(yàn)的基礎(chǔ)，本文通過實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行試驗(yàn)，闡述相關(guān)參數(shù)的必要性，從而判斷數(shù)據(jù)有效性、正確性。
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