电动振动台低频振动问题探讨范文

《环境技术杂志》2015年第一期

1出现相对位移

低频起振除了噪声干扰外，另外一大难题就是振动台会产生相对位移。量级愈大相对位移愈大；样品愈重，相对位移亦愈大。比如利用正弦拍波模拟地震试验的时候，起点频率1Hz时加速度有时会达到0.1g~0.3g，此时位移幅值达到25mm~75mm，加上相对位移的存在，要求振动台的位移幅值必须达到80mm以上才能满足试验要求；又比如某运输条件：2Hz~5.5Hz，位移幅值12.3mm；5.5Hz~200Hz，加速度值1.5g，虽然试验严酷条件在振动台额定范围内，但在低频阶段振动台产生的相对位移就非常明显，因为相对位移的存在也会导致试验无法进行。尤其在进行重负载大位移试验时，由于隔振系统的作用，动圈和负载相对于台体会出现明显的相对运动，这时最大位移受下式限制：位移=最大位移×(1-运动部件质量/振动台重量)×安全系数比如相对于DC-20000-200振动台台体：最大位移：51mm安全系数：0.9运动部件质量（动圈+台面+样品）：2000kg振动台台体重量：10000kg此时位移=51×(1-2000/10000)×0.9=36.7mm因为相对位移的存在，所以在低频阶段，振动台的额定位移会大打折扣，而且对设备的损伤也比较大。因此在大型军工项目试验前，首先要估算设备的技术指标（频率范围、额定承载、额定位移、加速度等等）是否满足试验条件的要求，选择合适的设备。其次试验时控制方式宜采用最大值控制。另外在进行10Hz以下的振动试验而且负载很大时，造成最大位移发生困难时，必须将减震气囊的气充足，必要时可锁紧隔振机构，使台体和地基连接起来，防止台体产生过大位移；还必须要注意的是每隔10~30分钟要检查一次台面中心位置，调节空气阀的空气量，使台面始终处于恰当位置。

2随机振动在低频阶段的问题

随机振动频率域宽，是一个连续的频谱，同时在所有频率上对产品进行激励。产品安装在平台上进行随机振动的频率范围，典型的低频通常是取产品最低共振频率的一半或其安装平台产生明显振动的最低频率，产品在运输的过程中可能会常常会经受很低的振动频率，比如在GJB4857.23中规定的振动起点频率为1Hz，而且总均方根加速度非常小；GJB150.16、GJB150.16A中轮式车辆组合起点频率为5Hz，但是功率谱密度大，一般的电动振动台很难满足试验条件的要求。因此随机振动在低频的振动问题也是我们不能忽视的。随机振动与正弦振动一样，在低频受噪声干扰和位移限制，位移计算公式如下：S=1067√W1f13（2）式中：s-位移（双振幅mm），W1-功率谱密度（g2/Hz），f-频率（Hz）。由此可以看出起点在5Hz以下的，出现超位移的情况居多，比如GJB150.16A组合轮式车振动环境5Hz时功率谱密度0.2366g2/Hz，此时振幅为23.2mm，但由于台体有相对运动，因此一般振幅为25.5mm的振动台满足不了该试验条件的要求，只有选择大位移（一般振幅为40mm以上）设备，如苏试生产的DL-4000-50电动振动台位移幅值为50mm就能解决以上问题。另外虽然随机振动本身产生噪声，但也存在噪声干扰问题，尤其是起点频率低或者总均方根加速度小到0.5g以下的情况下，如果试验环境噪声过大，振动就容易受到干扰而无法起振，检测员在排除故障的时候要充分认识到这一点，避免给试验带来不必要的麻烦。此时必须要更换大灵敏的传感器作为控制亦或者停止产生噪声的试验项目，保证试验室环境满足试验的要求。

3结束语

电动振动台标定一般从5Hz开始，但是实际过程中常常会遇到低于5Hz以下的振动，频率低、位移大的实际例子就好像坐电梯一样，其实受到的应力损伤是非常小的，往往可以忽略不记，但是很多时候为了满足标准规范的要求，低频必须参与振动。然而本文提到的低频干扰问题却会严重影响试验的顺利，所以本文主要通过工程经验来分析和判断并提出解决问题的方法（仅供参考），以保证测试数据的科学公正，在此基础上不断提高控制技术能力。

作者：李威单位：北京苏试创博环境可靠性技术有限公司