激振器

电动式振动台
组成：运动系统---线圈骨架、线圈、连杆、支撑弹簧和台面 磁路系统---励磁线圈（永久磁铁）、环形空气隙和外壳
台面 动圈 磁 路
台面
芯杆 励 磁 线 圈
台面 动圈 磁 路
励 磁 线 圈
磁路
动圈
励 磁 线 圈
a
b
c
电动式振动台
工作原理：利用带电导体在磁场中受到磁场力的 作用而产生运动。当由励磁电源供以直流电流后， 就在磁路的环形气隙中形成一个强大的恒定磁场， 信号发生器产生交变信号，经功率放大器放大后， 输入到动圈，它与磁场作用即产生一个交变的力， 推动可动系统运动。若输入电流呈简谐变化时， 则力的大小为：
振幅：0.1~3 mm 优点：激振力大、振幅大。 缺点：频率范围小，调节困难。
机械式振动台与激振器
离心式振动台的特点
振动台的位移
2me 2 A 2 M ( 2 0 )
激振力与振动频率平方成正比 振幅在ω»ω。时只与偏心块质量、偏心距及台面总质量有 关，而与振动频率几乎无关。 频率范围窄，一般为60-100赫兹之间 传到基础上的激振力小 输出波形较好 不停车调幅困难
特点： 1、激振力很小，大小与晶体片的大小及所施加的交变电 压有关。 2、仅适用于轻薄结构 3、有附加质量和附加刚度
冲击力锤
组成：由压电力传感器配以锤体、锤头盖和锤把等零件构成
产生的波形：半正弦波
软 中 硬 软 中 硬
冲击力锤
特点： 1、锤头盖材料不同，产生的波形的作用时间和主瓣 频率不同。 2、垂体质量主要影响冲击力幅值，对持续时间也略 有影响。 3、冲击能量主要集中在 0-1/τ，主瓣频率大约为 3/2τ 4、冲击力大小一般与锤体质量有关，锤体大，冲击 力也约大。
激振设备
主讲人：邢全道 学 号：2010112026
激振设备
常用的激振器有电动式、电磁式和电液式
三种，此外还有用于小型、薄壁结构的压
电晶体激振器、高频激振的磁致伸缩激振
器和高声强激振器等。
激振设备的分类
按使用方式
振动台
激振器
机械式、电动式、液压式
机械式、电动式、液压式
分布力
集中力
按工作原理
台面的位移
x e sin t

e

e

e
曲柄滑块机构
正弦机构
凸轮顶杆机构
机械式振动台与激振器
直接驱动式振动台的特点
振幅的大小由偏心距确定 振动频率由偏心轮回转速度确定 转速是可调的 频率范围窄，下限频率决定于调速机构在低速时 稳定程度，上限频率受轴承磨损等因素的影响， 不会太高，一般在50-60赫兹。 输出波形较差 不停车调幅困难
1—顶杆 2—电液伺服阀 3—活塞
电液式激振器
电液式激振器的优点：
激振力大，行程大。但由于油液的可压缩性和调
整流动压力油的摩擦，使电液式激振器的高频特
性变差，一般只适用于较低的频率范围，通常为
零点几Hz到数百Hz，其波形也比电动式激振器差。
此外，它的结构复杂，制造精度要求也高，并需
一套液压系统，成本较高。
机械式振动台与激振器
2、离心式振动台
工作原理
两个转轴通过一对齿轮齿和，并由电 机带动以相等的角速度、相反的转向 转动，每一轴上有一质量为m、偏心距 为e的偏心块，每一偏心块就有一离心 力作用在转轴上，如果两偏心块的相 对位置配置的好，则两个力的水平分 力相互平衡，而垂直分力合成为一合 力，若转轴以等角速度转动，则合力 呈简谐变化，这个力通过激振器的外 壳作用于被试验的物体上。
压电晶体激振器
工作原理：利用压电晶体的逆压电效应，即在压电晶体的 两个极化面上加交变电流时，在它的某一方向就会发生伸 缩或剪切变形 使用方法：用胶将压电晶体粘帖在试验物体表面，在它的 两个极化面上加交变电压，当晶体片产生变形时，会带动 试件产生相应的变形，这样在试件的局部区域起激振作用， 而引起整个试件的振动
F Bli sin t
电动式振动台
特点：
1、频率范围宽，下限1-10Hz，上限 上万Hz。 2、输出加速度波形好 3、输出推力大，易调节和控制 4、操作方便，可实现多种波形振动 5、造价高
电磁式激振器
电磁式激振器直接利用电磁力作激振力，常用于非接触激振场合。特别 是对回转件的激振，如图所示。一定频率的交变信号经功率放大器放大 后，通入绕在铁芯上的线圈中，这时在磁极附近就形成一个交变磁场， 处在磁场中的磁性试验对象就受到交变的吸力，吸力的大小近似为：
试验物体
台面
台 体


激振力的大小
p 2me 2 sin t
离心式机械振动台 2 激振力大小： F 2me sin t 台面振动方程： M kx F x 2me 2 台面振动幅值： A 2 M ( 2 n )
n k M
系统的固有频率
工作频率范围：1~20至60~100Hz之间。
电磁振动台的简图：
试件
振动台
振动台控制柜
电液式激振器
在激振大型结构时，为得到较大 的响应，有时需要很大的激振力， 这时可采用电液式激振器。其结 构原理所示。 信号发生器的信号经过放大后， 经由电动激振器，操纵阀和功率 阀所组成的电液伺服阀2，控制 油路使活塞3作往复运动，并以 顶杆1去激励被激对象。活塞端 部输入一定油压的油，形成静压 力p* ，对被激对象施加预载荷。 用力传感器测量交变激励力p1和 静压力p*。
F
2 Ba Sa
aቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
wi Ba Sa ( Ra Rm )
la Ra a Sa
Ra Rm
lm Rm m S m
空气隙磁阻 铁芯磁路的磁阻 气隙与铁芯的截面积

信号发生器
i
i0
功率放大器
直流电源
S a , Sm a , m la , lm
w
气隙与铁芯材料导磁系数 气隙平均厚度与铁芯磁路 长度 线圈匝数
机械式、电动式、液压式、压电式、磁吸式 垂直、水平、扭转 一维振动
按振动方向 单方向
多方向
垂直、水平
二维平面或三维空间振动
按振动波形
简谐振动、冲击振动、随机振动、任意波形振动
机械式振动台与激振器
1、直接驱动式
当它们的主轴由电机 带动旋转时，台面即 产生确定的振动 台面由是主轴 经过一个机构 直接驱动的
其它
声激励 利用共振原理激励 爆炸法 冲击试验台

最后祝大家期末考试愉快！！！
谢谢！