第5章 激振技术与振动试验

1 fa 2π
Am Xm
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•5.1.1 电动式振动台
3 电动式振动台的工作特性
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•5.1.1 电动式振动台
3 电动式振动台的工作特性 交越点的计算：
Am (2πf )2 X m
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5.1 振动台的分类与原理
•5.1.3 机械式振动台
1 直接驱动式机械振动台
特点： （1）工作频率不高，一般在100Hz以内，低频受驱动马达转速的限制， 可低达1Hz左右。振动的幅值可做得比较大。因此，这种振动台常在低 频大位移下运行。为了使转速均匀，可在马达旋转轴上加装惯性飞轮。 振动台得最小振幅不能太小，一般在0.1mm左右。 （2）振动台需要安装在坚固得基础上。这是由于该振动台在工作情况 下，偏心轮的不平衡质量对基础产生很大的激振力。 （3）失真度比较大。由于振动台中传动件之间的间隙、撞击等原因， 使台面的振动波形变差，特别是加速度波形的失真更为严重。 （4）振幅调节不方便。 由于偏心轮式振动台结构简单，便于制作， 因此在要求不高的场合下得到广泛的应用，且大多在定频、定幅下工作。 优点：可产生较大振幅，激振力由机械产生，结构简单，维护方便 .
第5章 激振设备与激振方法
被测对象 测量系统 分析系统
激振系统
反馈系统
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第5章 激振设备与激振方法
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5.1 振动台的分类与原理
• 5.1.1 电动式振动台
1 电动式振动台原理
i I m sin t
X m BlI m / m 2 Vm BlI m / m Am BlI m / m

Fm BlI m
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BlI m Fm Am k m
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•5.1.1 电动式振动台
3 电动式振动台的工作特性 结论： （1）在振动台的工作范围内， 2 在恒流情况下，台面的位移与 成反比，速度与 成反比， 增大 ，位移和速度迅速下降， 而台面的加速度保持恒定。 （2）在振动台的工作范围内，台面的加速度幅值，台面（包 Fm BlI m之间的关系为： 括负载 ma的总质量（ ）与驱动 mm a Fm Am m ma （3）提高驱动力 Fm BlI m ，台面的位移、速度及加速度幅值将 增大。
• 5.1.1 电动式振动台
2 电动式振动台的监控系统
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5.1 振动台的分类与原理
台体 减震器 急停
台体
• 5.1.1 电动式振动台
1 电动式振动台原理
滑台
主机
功率放大器
振动控制仪
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5.1 振动台的分类与原理
• 5.1.2 液压式振动台
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F BLI m sin t
工作方式：拉压式和预压式
信号源
功率放大器
激振器
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• 5.1.1 电动式振动台
3 电动式振动台的工作特性
dx x X m cos(t ) Vm cos(t ) dt d 2x x 2 2 X m sin(t ) Am sin(t ) dt
• 5.1.1 电动式振动台
1 电动式振动台原理
调节手轮
机架 减震器 通风口
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5.1 振动台的分类与原理
5.1 振动台的分类与原理
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5.1 振动台的分类与原理
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特点： 频响范围宽 波形失真小 噪声小 振动和频率容易控制，可实现自动 扫描 缺点： 系统复杂，维护成本高 台面漏磁，使用受限
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5.1 振动台的分类与原理
• 5.1.1 电动式振动台
1 电动式振动台原理
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5.1 振动台的分类与原理
1 电动式振动台原理
1-台面 2-上支承弹簧 3-磁缸 4-励磁线圈 5-连杆 6-驱动线圈 7-线圈架 8-下支承弹簧
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5.1 振动台的分类与原理
• 5.1.2 液压式振动台
特点：
• 低频特性好 • 推力大 • 工作环境要求不高，可 在高温、低温、潮湿和 有害气体环境下使用
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• 激振设备分类
– 振动台 – 激振器 – 其他
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5.1 振动台的分类与原理
• 1 电动式振动台 • 2 液压式振动台 • 3 机械式振动台
电动力
F BlI m sin t
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5.1 振动台的分类与原理
• 5.1.1 电动式振动台
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5.2 激振器的分类与原理
• 5.2.1 电动式激振器
1 电动式激振器原理 同振动台：
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5.1 振ห้องสมุดไป่ตู้台的分类与原理
• 5.1.3 机械式振动台
2 离心式机械振动台 3 冲击试验台
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•5.1.1 电动式振动台
4 电动式振动台的工作方式 （1）正弦 单频振动 正弦扫频 （2）随机 （3）冲击 半余弦波 三角波 方波
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5.1 振动台的分类与原理 •5.1.3 机械式振动台
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• 5.1.1 电动式振动台
3 电动式振动台的工作特性
mx cx kx BlI m sin t
x xm sin(t )
Xm
BlI m 2 2 2 k (k -m ) (c )
BlI m
1 [1 ( ) ] 4 ( )2
2 2 2


2 ( ) c 1 1 tg tg 2 k m 1 ( )2
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• 5.1.1 电动式振动台
3 电动式振动台的工作特性


BlI m 2 BlI m BlI m Am Xm Vm k k k BlI m 2 1 BlI m 1 BlI m 1 Am Xm Vm k 2 k 2 k 2
BlI m Vm X m k

[1 ( ) ] 4 ( ) 2
2 2 2


BlI m 2 Am X m k
2
[1 ( )2 ]2 4 2 ( )2
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