产品技术方案
设备名称：电动振动试验系统
设备型号：DV-100-1\TB-0404
控制仪：RDVC-3
DV-100-1电动振动试验系统
全套振动试验台设备照片
图一：三轴向电动振动台
图二：冷却风机
图三：开关管功率放大器
图四：扩展台面
图五：随机控制仪
图一图二图三
图四图五
DV-100-1电动式振动试验系统
1 概述
DV-100-1电动式振动试验台是根据载流导体在磁场中受力而发生运动的原理，采用先进的机械结构和先进的工艺制作，主要特点为：磁路采用双磁路强磁场结构，动圈采用无骨架绕组，动圈支撑系统采用悬臂支架和空气弹簧支撑，功放采用先进的开关放大电路，系统保护功能齐全，采用智能式控制，冷却形式为强迫风冷。
本电动振动试验台各项技术指标均符合的要求：
1)本设备可满足GB/T13310-2007（电动振动台技术条件）的试验要求。
2)本设备可满足GB2423.10-2008（电工电子产品第二部分：试验方法试验FC和导则：振动）的试验要求。
3)本设备可满足GJB150.16-86的试验要求。
4)本设备可满足GJB150.3-86的试验要求。
5)本设备可满足GJB360A-86表204 -1第A、B、C的试验要求。
6)本设备可满足GJB360A-86表213-1 J和K试验条件30g11ms半正弦波和30g11ms后峰锯齿波的要求。
7)本设备可满足GJB360A-86方法214表214 -1 A~D试验条件的随机振动试验的试验要求。
8)本设备可满足GJB360A-86表面214 -2 A~D试验条件的随机振动试验的试验要求。
9)本设备可满足IEC68-2-6的试验要求。
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3 系统技术指标
激振力：1000N （100kg.f）
频率范围：垂直台：5Hz~4500Hz
额定加速度：980m/s2（100g）
额定速度： 1.75 m/s
额定位移：25mm（p-p）
最大载荷：70kg
运动部件有效质量：垂直台：2kg
电源：3相4线380V AC±10% 50Hz
消耗功率： 5.5kV A
连续工作时间：8h
工作环境：温度0~40℃
湿度≤90%RH（25℃）
保护功能：本系统具有12种自动保护联锁功能。
4 各构成部分简要介绍
4.1 功率放大器KA-1
4.1.1开关功率放大器特点
开关功率放大器转换效率高，可靠性好，我厂是国内首家自己研制开发成功并批量生产的厂家。关键部件采用国外进口元器件，各项技术指标均占国内领先地位，达到国外近代水平。
4.1.2主要技术指标
输出功率：1kV A
输出电压：DC270V
输入阻抗：≥15kΩ
信噪比：≥65dB
谐波失真（电阻负载）：＜1.0%
输出电压测量误差≤5% ：输出电流测量误差≤5%
输出电流：以150A阶跃增加，最大可达6000A
冷却方式：强制风冷
输入信号电压：≤1.5VRms
输出电流波峰系数：≥3
直流稳定性：输出端零点漂移不大于30mv/8h
频率范围：2-5000Hz：±3dB ；中频增益：≥80
DC/AC转换效率：大于92%
负载性质：阻性，容性，感性任意
并机均流不平衡度：≤2.8%
平均无故障工作时间（MTBF）：＞3500小时
电源：AC 3相50Hz 380V±10%
4.1.3开关功放工作原理方框图
4.2. 垂直台台体DV-100
4.2.1 结构与特点：
DV-100是宽频带电动振动台，工作频率范围5~4000Hz，既可作正弦振动也可作随机振动，其结构是（1）由驱动线圈、骨架、台面构成活动系统；（2）活动系统的支撑导向系统；（3）磁路系统等部分组成。在活动系统支撑结构中采用了独特的摇臂式导向和轴向空气弹簧悬挂方式，因此具有横向负载强，波形精度高的特点，即使在额定负载下也能达到额定的25mm P-P位移值。
磁缸悬挂于耳轴结构上，可以垂直、水平90°旋转，因此很容易选择试验所需的振动方向。在耳轴结构里采用隔振弹簧和直线导向的悬挂方式，结构中的隔振装置消除了内外部振动相互干扰的影响。
4.2.2 技术指标：
（1）台面尺寸：φ110mm
（2）安装试件孔： 7-M8
（3）容许偏心力矩： 2.5kN.cm
（4）轴方向的悬挂：空气弹簧
（5）隔振装置：多层橡皮
RDVC-3随机振动控制测量仪
1概述
RDVC-3随机振动控制测量系统的主要功能是作振动和冲击试验控制，以及信号分析。该系统可实现正弦振动、随机振动、冲动振动三种振动控制方式，同时，该系统还能作半正弦波的完全弹性碰撞和后峰锯齿波的完全塑性碰撞的试验，并开发了冲击冲击谱合成的功能，这是任何机械式系统所不可能完成的。
2.技术指标及功能
2．1、正弦控制测量系统技术指标及功能
控制和测量通道1个独立通道
频率范围：2-5000Hz
扫频包线等位移、等速度、等加速度、变加速度
分析方式RMS、跟踪滤波
扫频方式线性—对数、正反扫、定频
扫频速率：0.1-10oct/min
控制精度：±0.5dB
动态范围：78dB
控制方式：峰值、平均值、有效值、跟踪滤波
振动方式：定频、扫频（线性对数）、暂停、返回
振动曲线设置：最多可设置32个交越点，并能按等位移、等速度、等加速度，任意设置
显示功能：可直接在屏幕上显示人机对话设置的振动试验曲线，在振动试验中能实时显示振动曲线，并不断地显示当时的误差dB数。
保护功能：具有超限报警、超极限自动停机、开路保护、低量级系统自检等多种保护功能
设置功能：人机对话设置的试验规范可以存盘，以便再次使用。
测量功能：0-200g分八档:1,2.5,5,10,25,50,100,200g量程自动转换。
滤波形式：可编程抗混滤波器（八档）通带0.2dB、阻带-55dB/oct。
信号形式及精度：正弦波，失真 0.5%
2．2、随机控制测量系统技术指标及功能:
随机振动（包括宽带加窄带和宽带加正弦）
控制和测量通道1个独立通道
频率范围2～5000Hz
宽带谱线数100～1600线
控制谱动态范围>60dB(自闭环)
窄带谱或正弦谱线数0～10
驱动谱动态范围: 78dB
回路时间: 2000Hz,400线单通道0.6秒
功率谱控制精度: ±1dB (90%置信度)
RMS值控制精度: ±0.2dB
控制方式: 平均值,最大值
谱图设置: 可达32级,既能以PSD[(m.s-2)2/Hz], 又能以dB/oct设置
振级预设: 具有-18dB,-15dB,-12dB,-9dB,-6dB,-3dB,0dB七种振级,每种振级的振动时间由用户设定。
升级方式: 具有自动升级及手动升级两种工作方式。
显示功能: 具有实时显示,打印功能。
数据处理: 试验结束,自动将试验数据保存,便于用户进行后处理。
保护功能：具有超限报警、开路保护及超极限自动停机
设置功能：人机对话时设置的试验规范可以存盘，以便多次重复使用。
测量范围：0-200g分八档:1,2.5,5,10,25,50,100,200g量程自动换档。
滤波形式：可编程抗混滤波器（八档）通带0.2dB、阻带-55dB/oct。
信号形式：真随机、伪随机。
RDVC-3随机振动控制测量系统符合GB2423-82,MIL-STD-810D,MIL-781C,IEC68-2-84及国军标GBJ-150.16-86等规范中关于宽带随机振动高级再现试验要求。
2．3、冲击试验控制
脉冲时间1～30ms
波形半正弦、三角、锯齿、方波
冲击谱合成频谱范围5～2000Hz
脉冲峰值设定范围>60 dB
控制误差偏差0.5
3.系统软件简示
正弦控制随机控制
冲击控制冲击响应谱综合
振动台垂直辅助台面TB-0404
在实际振动试验时，被试验品往往会大于电动台台面，这时就需要对原来的台面进行扩展，常用办法是安装一个辅助台面。有些被试验产品需要特殊的安装，这就是要求有定制的夹具来满足这种安装。上述两种情况都要满足一定的技术规范，如工作频率、台面重量、台面加速度、幅值均匀度和横向等，因此对这类台面或夹具都有较严格的要求。利邦制作的TB扩展台面及利邦制作的专用夹具，经过精密计算、精心设计，从结构、材料、制作工艺上保证用户获得所需的最优性能
技术指标
台面尺寸： 400×400（mm）
上限频率： 1800Hz
质量： 13.6kg
计量标准技术报告 计量标准名称比较法中频振动标准装置计量标准负责人 建标单位名称（公章） 填写日期 目录
一、建立计量标准的目的 (1) 二、计量标准的工作原理及其组成 (1) 三、计量标准器及主要设备 (2) 四、计量标准的主要技术指标 (3) 五、环境条件 (3) 六、计量标准的量值溯源和传递框图 (4) 七、计量标准的重复性试验 (6) 八、计量标准的稳定性考核 (7) 九、测量不确定度评定 (8) 十、计量标准的测量不确定度验证 (12) 十一、结论 (13) 十二、附加说明 (14)
一、建立计量标准的目的 为了加强计量器具的监督管理，保障国家计量单位制的统一和量值的准确可靠，满足本地区中频振动台量值传递的需求，特建立本计量标准。 二、计量标准的工作原理及其组成 1 工作原理：本标准装置是由标准振动套组、电荷放大器、标准振动台系统以及振动分析仪等附件组成。采用比较法，将标准传感器和被检仪器刚性联结在一起，安装在振动台的台面中心，选定参考频率和参考加速度以及电荷/电压放大器在规定档位时，测出被检仪器的加速度、频率以及位移输出值。其原理图如下： 检定方法是将被校传感器与标准加速度计“背靠背”的安装在振动台上，采用“比较法”校准加速度计，测振仪以及基桩动测仪。例如对加速度计的灵敏度校准：由传感器灵敏度定义，可以得出灵敏度计算公式为： Sq= 输出电压/ 输入加速度 2 装置组成：数字多用表、标准振动台系统、标准振动套组、电荷放大器等
三、计量标准器及主要设备 计量标准器名称型号测量范围 不确定度 或准确度等级 或最大允许误差 制造厂及 出厂编号 检定周 期或复 校间隔 末次检 定或校 准日期 检定或校准机 构及证书号 标准 振动 台系 统 LA-100/ VT-150 （10～2000）Hz （1～100）m/s2 频率：U rel=1.0%,k=2 失真度、横向振动比： U rel=5.0%,k=2 中测测试科 技有限公司 /503234/503 356 12个月2015.05.26 中国测试技术研 究院 校准字第 201505009557 标准 振动 套组 PMP-01/ NT8305/ NT8102 （10～2000）Hz （1～300）m/s2 加速度、速度、位移： U rel=3.0%,k=2 中测测试科 技有限公司 /NT00358A/ 501011/5031 86 12个月2015.05.26 中国测试技术研 究院 校准字第 201505009559 配套标准器数字 多用 表 2010 ACV：（100mV～750V）MPE:±0.1% KEITHLEY 12个月2015.03.09 中国测试技术研 究院 校准字第 201503003013 智能 频率 计 VC3165 0.01Hz～2.4GHz MPE:3.9×10-6胜利仪器12个月2015.04.21 中国测试技术研 究院 校准字第 201504007846
第22卷第6期2006年12月 结 构 工 程 师S t r u c t u r a l E n g i n e e r s V o l .22,N o .6 D e c .2006 地震模拟振动台及模型试验研究进展 沈德建 1,2 吕西林 1 (1.同济大学结构工程与防灾研究所,上海200092;2.河海大学土木工程学院,南京210098) 提 要 在介绍振动台本身发展的基础上,分析了振动台试验研究内容的扩展、振动台模型试验动态相似关系研究进展、振动台试验方法的发展和振动台试验新的测量方法,提出了振动台模型试验中值得关 注的一些问题。 关键词 振动台,模型试验,动态相似关系,试验方法 R e s e a r c hA d v a n c e s o nS i m u l a t i n g E a r t h q u a k e S h a k i n g T a b l e s a n dMo d e l T e s t S H E ND e j i a n 1,2 L UX i l i n 1 (1.R e s e a r c hI n s t i t u t e o f S t r u c t u r a l E n g i n e e r i n g a n d D i s a s t e r R e d u c t i o n ,T o n g j i U n i v e r s i t y ,S h a n g h a i 200092,C h i n a ; 2.I n s t i t u t e o f C i v i l E n g i n e e r i n g ,H o h a i U n i v e r s i t y ,N a n j i n g 210098,C h i n a ) A b s t r a c t T h e d e v e l o p m e n t o f s h a k i n gt a b l e i s i n d u c e df i r s t i nt h i s p a p e r .T h e e x p a n s i o n o f t h e r e s e a r c h s c o p e o f s h a k i n g t a b l e s i s a n a l y z e d .T h e d y n a m i c s i m i l i t u d e r e l a t i o n s h i p f r o md i f f e r e n t a u t h o r s i s c o m p a r e d a n d r e m a r k e d .T h e d e v e l o p m e n t o f t e s t i n g m e t h o d o n s h a k i n g t a b l e s a n d n e w m e t h o d o n a n a l y z i n g t h e r e s u l t i s a l s o p r e s e n t e d .S o m e v a l u a b l e q u e s t i o n s o n s h a k i n g t a b l e t e s t a r e i n d u c e d a n d m a y b e p a i d g r e a t a t t e n t i o nb y r e -s e a r c h e r s .K e y w o r d s s h a k i n g t a b l e ,m o d e l t e s t ,d y n a m i c s i m i l i t u d e r e l a t i o n s h i p ,t e s t i n g m e t h o d 基金项目:国家自然科学基金重点项目(50338040) 1 概 述 结构振动台模型试验是研究结构地震破坏机理和破坏模式、评价结构整体抗震能力和衡量减震、隔震效果的重要手段和方法。然而,由于振动台本身承载能力、试验时间和经费等的限制,许多时候必须做缩尺模型试验,在坝工模型和高层、超高层建筑中更是如此。 一些新型结构形式,由于其超出了设计规范的要求,往往需要通过实验对其抗震性能做合理的评估。超高层建筑和超大跨度建筑,在理论分析还不完善的情况下,试验,特别是振动台模型试验,是分析其抗震能力的一种有效手段。 线弹性的缩尺模型相似关系已得到了较好的解决,但是许多复杂结构的相似关系、非线性动态 相似关系虽然进行了一些研究,但是还未能得到 较好的解决。一些劲性钢筋混凝土结构、钢管混凝土结构和其他一些新型结构的动态相似关系的 研究还不够深入,有些甚至才刚刚起步。 振动台试验较好地体现了模型的抗震性能,可我们更关心的是由模型的试验结果推算的原型结构的抗震性能,但在这方面尚未形成非常一致的结论,还存在一定的误差,因而精度还有待于进一步的提高。本文介绍国内外振动台模型试验的研究进展。 2 研究的最新进展 2.1 振动台本身的发展 作为美国N E E S 计划的一部分,加州大学圣地亚哥分校(U C S D )于2004年安装M T S 公司制
振动台在使用中经常运用的公式 1、 求推力（F ）的公式 F=（m 0+m 1+m 2+ ……）A …………………………公式（1） 式中：F —推力（激振力）（N ） m 0—振动台运动部分有效质量（kg ） m 1—辅助台面质量（kg ） m 2—试件（包括夹具、安装螺钉）质量（kg ） A — 试验加速度（m/s 2） 2、 加速度（A ）、速度（V ）、位移（D ）三个振动参数的互换运算公式 2.1 A=ωv ……………………………………………………公式（2） 式中：A —试验加速度（m/s 2） V —试验速度（m/s ） ω=2πf （角速度） 其中f 为试验频率（Hz ） 2.2 V=ωD ×10-3 ………………………………………………公式（3） 式中：V 和ω与“2.1”中同义 D —位移（mm 0-p ）单峰值 2.3 A=ω2 D ×10-3 ………………………………………………公式（4） 式中：A 、D 和ω与“2.1”，“2.2”中同义 公式（4）亦可简化为： A=D f ?250 2 式中：A 和D 与“2.3”中同义，但A 的单位为g 1g=9.8m/s 2 所以： A ≈D f ?25 2 ,这时A 的单位为m/s 2 定振级扫频试验平滑交越点频率的计算公式 3.1 加速度与速度平滑交越点频率的计算公式 f A-V = V A 28.6 ………………………………………公式（5） 式中：f A-V —加速度与速度平滑交越点频率（Hz ）（A 和V 与前面同义）。
3.2 速度与位移平滑交越点频率的计算公式 D V f D V 28.6103?=- …………………………………公式（6） 式中：D V f -—加速度与速度平滑交越点频率（Hz ）（V 和D 与前面同义）。 3.3 加速度与位移平滑交越点频率的计算公式 f A-D =D A ??2 3 )2(10π ……………………………………公式（7） 式中：f A-D — 加速度与位移平滑交越点频率（Hz ），（A 和D 与前面同义）。 根据“3.3”，公式（7）亦可简化为： f A-D ≈5× D A A 的单位是m/s 2 4、 扫描时间和扫描速率的计算公式 4.1 线性扫描比较简单： S 1= 1 1 V f f H - ……………………………………公式（8） 式中： S1—扫描时间（s 或min ） f H -f L —扫描宽带，其中f H 为上限频率，f L 为下限频率（Hz ） V 1—扫描速率（Hz/min 或Hz/s ） 4.2 对数扫频： 4.2.1 倍频程的计算公式 n=2Lg f f Lg L H ……………………………………公式（9） 式中：n —倍频程（oct ） f H —上限频率（Hz ） f L —下限频率（Hz ） 4.2.2 扫描速率计算公式 R= T Lg f f Lg L H 2/ ……………………………公式（10） 式中：R —扫描速率（oct/min 或）
了解振动试验的目的和必要性 现今世界经济潮流,已从过去地域性的经济模式而走向全球性的经济贸易。无论是地域性市场或进军全球市场，高质量的表现是不容讳言的。而振动测试更是协助您产品跃入高质量行列中不可缺乏的利器。 产品达到用户手中，在此过程中将有不同状态之振动产生，造成产品不同程度的损坏。而对于产品有任何损坏都不是厂商及客户所愿意见到的，然而运送过程所发生的振动却是难以避免，若一味的提高包装成本，必将带来严重而不必要的浪费，反之脆弱的包装却造成产品的高成本，并丧失了产品形象及市场，这些都不是我们所愿见到的。 振动测试约在四、五十年前开始萌芽，理论建立时，并无助于人们相信它的重要性，直到二次大战时，许多的飞行器、舰艇、车辆及器材在使用后，意外的发现机件失零的比例相当高，经研究的结果发现，大都由于其结构无法承受其本身所产生的长时间共振，或搭载物品承受运送共振所引起之，组件松脱、崩裂，而致机件失零甚而造成巨大损失。当这项结果公布后，振动测试才受到各界重视，纷纷投入大笔经费、人力去研究。尔后，对于振动量测分析以至模拟分析的近代理论建立后，对振动测试的方法及逻辑亦不断改进。尤其现今货物的流通频繁，使振动测试更显重要。 然而振动测试的目的，是在于实验中作一连串可控制的振动模拟，测试产品在寿命周期中，是否能承受运送或振动环境因素的考验，也能确定产品设计及功能的要求标准。据统计的数据显示提升3%的设计水平，将增加20%的回收及减少18%的各项不必要支出。振动模拟依据不同的目的也有不同的方法如共振搜寻、共振驻留、循环扫描、随机振动及应力筛检等，而振动的效应计有：一、结构的强度。二、结合物的松脱。三、保护材料的磨损。四、零组件的破损。五、电子组件之接触不良。六、电路短路及断续不稳。七、各件之标准值偏移。 八、提早将不良件筛检出。九、找寻零件、结构、包装与运送过程间之共振关系，改良其共振因素。而振动测试的程序，须评估订定试验规格，夹具设计之真实性，测试过程中之功能检查及最后试件之评估、检讨和建议。 振动测试的要义在于确认产品的可靠度以及提前将不良品在出厂前筛检出，并评估其不良品的失效分析以期成为一个高水平、高信赖度的产品。 欢迎您与我们连络，我们提供给予您的不只是一部高质量的振动测试机，更是提升贵公司产品水平及形象的最佳利器，拥有它您的产品将无往不利。 一、产品用途： 振动试验机模拟产品在制造，组装运输及使用过程中所遭遇的各种环境，用以鉴定产品是否忍受环境振动的能力，适用于电子、机电、光电、汽机车、玩具……等各行各业的研究、开发、品管、制造。振动试验机能让我们提早知道产品或产品中的部件的耐振寿命，从而确定产品设计及功能的要求标准。 二、检测范围： 1、产品结构的强度。 2、结合物的松脱。 3、保护材料的磨损。 4、零部件的破损。 5、电子组件的接触不良。 6、电路短路及断续不稳。 7、各零件之标准值偏移。 8、提早将不良件筛检。 9、找寻零件、结构、包装与运送过程间之共振关系。
第43卷第2期2010年2月 土 木 工 程 学 报 C H I N AC I V I LE N G I N E E R I N G J O U R N A L V o l .43F e b . N o .2 2010 基金项目:土木工程防灾国家重点实验室重点基金项目(2006-A -02)作者简介:张之颖,博士,副教授收稿日期:2008-09-11 S S I 体系阻尼特性振动台模型试验研究 张之颖1 赵钟斗2 吕西林3 楼梦麟 3 (1.西安交通大学,陕西西安710049;2.韩国仁荷大学,仁川402751; 3.同济大学土木工程防灾国家重点实验室,上海200092) 摘要:土与结构由于材性上的差异,其相互作用体系通常被认为是非经典阻尼体系。在振动台模型试验的基础上,研究软弱地基基础上的土-结构相互作用体系的阻尼特性问题。在递增的振动台模拟地震作用下,通过对模型体系不同部位测点的传递函数、自振频率、模态阻尼比等实测数据的对比,考察S S I 体系合成模态、合成模态阻尼比的存在性及其动力非线性产生后的变化规律。结果表明,土-结构相互作用体系具有十分明显的经典阻尼特性,在S S I 体系抗震设计方法中可以按经典阻尼体系考虑。 关键词:土-结构相互作用;经典阻尼;振动台试验;合成模态中图分类号:T U 435 T U 447 文献标识码:A 文章编号:1000-131X(2010)02-0100-05 S h a k i n g t a b l e t e s t s o f t h e d a m p i n g b e h a v i o r o f S S I s y s t e m s Z h a n g Z h i y i n g 1 C h o C h o n g d u 2 L ǜX i l i n 3 L o u M e n g l i n 3 (1.X i ′a n J i a o t o n g U n i v e r s i t y ,X i ′a n 710049,C h i n a ;2.I n h a U n i v e r s i t y ,I n c h e o n 402751,K o r e a ; 3.S t a t e K e y L a b o r a t o r y f o r D i s a s t e r R e d u c t i o n i n C i v i l E n g i n e e r i n g ,T o n g j i U n i v e r s i t y ,S h a n g h a i 200092,C h i n a )A b s t r a c t :As y s t e m i n v o l v i n g s o i l -s t r u c t u r ei n t e r a c t i o ni s o f t e nc o n s i d e r e da s an o n -c l a s s i c a l d a m p i n gs y s t e m d u et o d i s t i n c t i v e d i f f e r e n c e s b e t w e e nt h em a t e r i a l p r o p e r t i e s o f s o i l a n ds t r u c t u r e .A ne x p e r i m e n t a l i n v e s t i g a t i o nb a s e do n s h a k i n gt a b l et e s t i sc o n d u c t e dt oe x p l o r et h ea c t u a l d a m p i n gb e h a v i o ro f s o f ts o i l -s t r u c t u r ei n t e r a c t i o n s y s t e m .M e a s u r e m e n t s o f t h e t r a n s f e r f u n c t i o n s ,t h e n a t u r a l f r e q u e n c i e s a n dt h e m o d a l d a m p i n gr a t i o s o f d i f f e r e n t p a r t s o f t h e s y s t e mr e v e a l t h e e x i s t e n c e o f c o m p o s i t e m o d e a n d m o d a l d a m p i n g r a t i o a l o n g w i t h n o n l i n e a r d y n a m i c b e h a v i o r o f t h e s o i l -s t r u c t u r e s y s t e m u n d e r g r a d u a l l yi n c r e a s i n ge a r t h q u a k ea c t i o n .T h ee x p e r i m e n t a l r e s u l t si n d i c a t et h a t t h ec l a s s i c a l d a m p i n g b e h a v i o r i s p r o n o u n c e di ns o i l -s t r u c t u r e i n t e r a c t i o ns y s t e m a n ds e i s m i ca n a l y s i s c a nb e p e r f o r m e db y u s i n g c l a s s i c a l d a m p i n g t h e o r y .K e y w o r d s :s o i l -s t r u c t u r e i n t e r a c t i o n (S S I );c l a s s i c a l d a m p i n g ;s h a k i n g t a b l e t e s t ;c o m p o s i t e m o d e s E -m a i l :z h a n g z h y @m a i l .x j t u .e d u .c n 引 言 多自由度等效黏滞阻尼模型下的动力体系,有经典阻尼体系和非经典阻尼体系之分 [1-2] 。经典阻尼体 系具有一致均匀的阻尼特性,运动方程可在主模态空间解耦,体系具有经典正则模态,存在“振型”概念[3] , 其动力分析可采用传统的“振型分解法”;而非经典阻尼体系,由于体系内部阻尼特性存在较大差异,运动方程在主模态空间无法解耦,体系不具有经典正则模态,没有传统概念上的所谓“振型”,运动方程的求解 将十分困难 [4-5] 。 虽然完全符合经典阻尼特性的实际结构是极少的,一般动力体系都具有不同程度的非经典阻尼特 性,但由于经典阻尼特性能使体系动力分析得到极大 的简化,因此在实用上,在误差允许的条件下,实际工程结构常被近似为经典阻尼体系进行动力分析。 在土木工程中,当结构体系不考虑地基协同作用时,一般被公认可以近似为经典阻尼体系。但当考虑地基-结构相互作用(S o i l -S t r u c t u r eI n t e r a c t i o n ,简称 S S I )时,多数学者认为[6-9] ,由于体系组成材料的不同,各部分材料的耗能特性存在差异,因此,“考虑地基协同作用的体系”不能被近似为经典阻尼特性。现有的一些研究基本也是在此思想认识主导下进行的,而且在这一认识前提下的研究,亦多以公式推导和数值模拟分析为主,对S S I 体系实际阻尼机制的研究甚为欠 DOI :10.15951/j .t m gcxb .2010.02.013
1、振动方向：垂直（上下）/水平（左右） 2、最大试验负载：（50HZ、1～600HZ）100 kg. （1～5000HZ）50 kg. 3、调频功能（1～600HZ、1～5000HZ客户自定）在频率围任何频率必须在（最大加速度<20g 最大振幅<5mm); 4、扫频功能（1～600HZ、1～5000HZ客户自定）：（上限频率/下限频率/时间围）可任意设定真正标准来回扫频; 5、可程式功能（1～600HZ、1～5000HZ客户自定）：15段每段可任意设定（频率/时间）可循环. 6、倍频功能(1～600HZ)：15段成倍数增加,①.低频到高频②.高频到低频③.低频到高频再到低频/可循环; 7、对数功能（1～600HZ、1～5000HZ客户自定）：①．下频到上频②．上频到下频③．下频到上频再到下频--3种模式对数/可循环; 8、振动机功率：2.2 KW. 9、振幅可调围：0～5mm 10、最大加速度：20g （加速度与振幅换算1g=9.8m/s2） 11、振动波形：正弦波. 12、时间控制：任何时间可设（秒为单位） 13、电源电压（V）：220±20% 14、最大电流：10 （A） 15、全功能电脑控制（另购）:485通讯接口如要连接电脑做控制,储存,记录,打印之功能需另买介面卡程式电脑. 16、精密度：频率可显示到0.01Hz，精密度0.1Hz . 17、显示振幅加速度（另购）：如需看出振幅、加速度、最大加速度、准确数字需另购测量仪. 18、最大加速度20g（单位为g）. 最大加速度=0.002×f 2（频率HZ）×D（振幅p-pmm） 举例:10HZ最大加 Foxda振动仪HG-V4最小加速度=0.002×102×5=1G Foxda振动仪HG-V4最大加速度=0.002×2002×5=400G 在任何頻率下最加速度不可大于20G 19、最大振幅5mm 最大振幅=20/(0.002×f2) 举例：100Hz最大振幅=20/(0.002×1002)=1mm 在任何频率下振幅不可大于5mm 20、加速度与振幅换算1g=9.8m/s2 21、频率越大振幅越小 四.符合标准: GB/2423;IEC68-2-6(FC);JJG189-97;GB/T13309-91.
T系列1~5000Hz振动台控制操作方法与举例 一、连接线路： 1、把三脚形扁形电源线连到控制箱后面电流保险丝座上（连接电源前先确认外部供电电源电压是否正常） 2、调幅输出口：将垂直或水平台体控制线接在调幅输出； 3、垂直输出口：将垂直台体控制线接在垂直输出； 4、水平输出口：将水平台体控制线接在水平输出； 二、面板开关操作： 1、把电源开关按向开ON位置 2．调幅输出时，将功能开关按向关OFF位置. 3.幅度调节:为一黑色调节旋钮,上方有指示旋钮的刻度线,顺时针旋转可进行调大振幅,反之则小； 4.在进行调 5.进行功能调节控制垂直/水平输出时,将功能开关按向开ON位置; 6.选择三轴开关按向垂直(Y轴)或水平(X.Z轴)方向进行转换.(根据需要来选择); 三.功能调节控制器操作方法: 1.按单组操作举例说明: ⑴"PROG DA TA" 键为进入参数设定,读取,修改,贮存; ⑵MODE键为显示画面选择键,(即返回下一级菜单或画面). 1 按一次"PROG DA TA" 画面会出现00-. 2.能过面板上△键,按一下,会出现01-. 3再按一次"PROG DA TA" 键,会出现01-00; 4.按一下面板上的△键,会出现01-01. 5.再按一下△键,会出现01-02,重复按△键,直到出现01-09. 在01-09状态下,按一下"PROG DATA" 键,会进入内部设定的数字, 此时你只需要按单组操作①步骤01-09=0.5,设定0.5.(即通过面板△▽键设定数字0.5). 7 设定好0.5后,再按"PROG DATA" 键确认,会出现END,代表参数已被记录,贮存,1秒后返回01-12状态 8.在01-09状态下,按△键会出现01-13. 9 再按"PROG DA TA" 键进入. 10.通过面板△▽设定0.5; 11再按"PROG DA TA" 键确认,会出现END,代表参数已被记录,贮存进去了.1秒后返回01-13状态 12.在01-13画面下,按MOD会出现01- 13.按△键到04-; 14 按"PROG "PROG PROG DA TA"键会出现04-00,再按DA TA" 进入.(设定所需频率后按DA TA 确认后存 15.在04-00状态下,按△键到04-16 16 在04-16状态下，按"PROG 键入设定所需的时间后，按"PROG 确认 DA TA" DA TA" 17.在04-16状态下,按MODE会出现04-. 18.在04-状态下,按▽键到02-. 19在02-状态下,按"PROG DA TA" 会出现02-00. 20.在02-00状态下,按△键到02-16. 21在02-16状态时,按PROG "PROG DATA" 进入次数设定后,再按DA TA" 键确认. 22.在02-16状态下,按MODE会出现02-. 23.在02-状态下,按△键到04-. 24按"PROG DA TA" 键,会出现04-00.
一、振动台试验方案 1试验方案 1.1工程概况 本工程塔楼结构体系为“三维巨型空间框架－钢筋混凝土核心筒”结构体系，主要由4个核心筒、钢骨混凝土（SRC）外框架、3个避难层联系桁架三部分构成，图1-2、图1-3分别是B塔结构体系构成示意图和建筑效果图。特别指出的是本工程在14、24楼层的联系桁架的腹杆以及32、48楼层的斜撑为防屈曲支撑（UBB）构件。设计指标为小震不屈服，大震屈服耗能。具体位置示意见图1-4。 本工程的自振周期约为6.44秒，超过了《建筑抗震设计规范》(GB-50011-2001)设计反应谱长为6秒的规定。本工程存在5个一般不规则和2个特别不规则类型，5个一般不规则类型分别是扭转不规则、凹凸不规则、刚度突变、构件间断和承载力突变。2个特别不规则是高位转换和复杂连接。 1.2模拟方案 1、模拟方案选择 动力试验用的结构模型必须根据相似律进行设计，模型动力相似律的建立以结构运动方程为基础，选择若干主要控制参数作为模拟控制的对象，依据Buckingham的π定理，经无量纲分析导出控制参数的无量纲积，据此确定各控制参数的相似比率。 结构动力试验的相似模型大致分为四种： （1）弹塑性模型理论上可以重现结构反应的时间过程，使模型和原型的应力分布一致，并可模拟结构的破坏。由于要严格考虑重力加速度对应力反应的影响，必须满足S a=S g=1（S a=模型加速度/原型加速度，S g为重力加速度相似系数，各相似系数之间的关系见表1），即模型加速度反应与原型加速度反应一致，这一要求大大限制模型材料的选择。因为在缩尺模型中，几何比（S l）很小，在Sa=Sg=1的条件下，要满足Sa=S E/S l Sρ=1，即S l=S E/Sρ，必须使模型材料的弹模
模拟运输振动台——ISTA标准 一、简介 : (一)畴范 国际安全运输协会(ISTA)PROJECT2A适用货物重量低于45.36kg(100磅)之出口货物运输测试。测试程序之基本需求包括前处理、压缩测试、振动及撞击测试。 (二)测试时机 为了维持认证状态，任何包装或产品之调整改变，均需重新作测试。此改变包括设计、尺寸大小、及材料、包装程序、产品品管程序改变。 (三)测试样品 测试样品数目应取足以判断货物包装性能之量。 (四)定义角、棱、面 (五)测试顺序 每一测试样品应先前处理、后再测试压缩试验、振动、冲击再测试振动。（注意在冲
击试验后再重复振动） (六)损害 损害构成要素应在测试前订定。 二、测试 (一)前处理 1.前处理设备——需有适当前处理设备作指定之温湿度控制。 2.前处理程序 2.1在测试前，货物应在实验室周遭温湿度停留六小时，并记录之。 2.2作下列一项之前处理： Temp.38±2℃R.H.85±5% Temp.60±2℃R.H.30±5%至少72小时至少6小时 (二)经时压缩测试： 经时压缩测试阐述 货物暴露在环境中装卸及运输，经常会短暂储存。
在仓库储存之高度会比在火车、拖车、飞机或其它运输工具还高。 货物堆栈高度视仓库天花板而定。国际安全运输协会建议使用平均高度4.6m(15ft)以做计算荷重基础。国际安全运输协会(ISTA)建议货柜运输使用2为补偿系数，以补偿温湿度之不同。散装运输以平均高度9.2m(30ft)以做计算荷重基础，并使用3为补偿系数。 L=W x(H-D)/D x F 备注：L=货物必须能承受之荷重W=单个货物之重量H=堆栈高度 D=货物之高度F=补偿系数 Method A-压缩试验机测试 1.压缩试验机应符合ASTM D642规定，压缩速率为0.5inch/min.且能保持定压。 2.测试程序 (1).将货物放在压缩底板中间，与仓储相同方式置放，尽可能在货物上、下置放栈板。 (2).以1.27cm/min(0.5in/min)之速率压缩 (3).货物至定压后维持一小时，停止压缩测试。 (4).从试验机移开货物，并检查包装与产品，产品应为无损，包装容器应仍可适度保护产品。 Method B-配重 1.测试配备包含足够配重及荷重分散板。 2.测试程序
01 建筑结构的整体模型模拟地震振动台试验研究，从模型的设计制作、确定试验方案、进行试验前的准备工作、到最后实施试验和对试验报告数据进行处理，整个过程历时较长、环节较多。显然，预先了解和把握振动台试验的总体过程，做到有目的、有计划、有方法，才能较顺利地完成该项工作。介绍将会按照以下顺序依此进行： 1 模型制作 2 试验方案 3 试验前的准备 4 实施试验 5 试验报告 6 试验备份 02 1 模型制作 振动台试验模型的制作，在获得足够的原型结构资料后，至少需要把握这样几个关键环节： （1）依据试验目的，选用试验材料； （2）熟读图纸，确定相似关系； （3）进行模型刚性底座的设计； （4）根据模型选用材料性能，计算模型相应的构件配筋； （5）绘制模型施工图； （6）进行模型的施工。 对上述各条的设计原则以及注意事项等，分述如下。 1.1 选用模型材料 模型试验首先应明确试验目的，然后根据原型结构特点选择模型的类型以及使用材料。比如，试验是为了验证新型结构设计方法和参数的正确性时，研究范围只局限在结构的弹性阶段，则可采用弹性模型。弹性模型的制作材料不必与原型结构材料完全相似，只需在满足结构刚度分布和质量分布相似的基础上，保证模型材料在试验过程中具有完全的弹性性质，有时用有机玻璃制作的高层或超高层模型就属于这一类。另一方面，如果试验的目的是探讨原型结构在不同水准地震作用下结构的抗震性能时，通常要采用强度模型。强度模型的准确与否取决于模型与原型材料在整个弹塑性性能方面的相似程度，微粒混凝土整体结构模型通常属于这一类。以上分析也显现了模型相似设计的重要性。 在强度模型中，对钢筋混凝土部分的模拟多由微粒混凝土、镀锌铁丝和镀锌丝网制成，其物理特性主要由微粒混凝土来决定，有时也采用细石混凝土直接模拟原型混凝土材料，水泥砂浆模型主要是用来模拟钢筋混凝土板壳等薄壁结构，石膏砂浆制作的模型，它的主要优点是固化快，但力学性能受湿度影响较大；模拟钢结构的材料可采用铜材、白铁皮，有时也直接利用钢材。总之，模型材料的选用要综合就近取材及经费等因素，同时要注意强度、弹性模量的换算等。 1.2 模型相似设计 把握大型模型振动台试验，最关键的是正确的确定模型结构与原型结构之间的相似关系。目前常用的相似关系确定方法有方程分析法和量纲分析法两种，它们之间的区别是显而易见的：当待求问题的函数方程式为已知时，各相似常数之间满足的相似条件可由方程式分析得出；量纲分析法的原理是著名的相似定理：相似物理现象的π数相等；个物理参数、个基本量纲可确定()个nkkn[$#8722]π数。当待考察问题的规律尚未完全掌握、没有明确的函数关系式时，多用到这种方法。高层建筑结构模拟地震振动台试验研究中包含诸多的物理量，各物理量之间无法写出明确的函数关系，故多采用量纲分析法。 量纲分析法从理论上来说，先要确定相似条件（π数），然后由可控相似常数，推导其余的相似常数，完成相似设计。在实际设计中，由于π数的取法有着一定的任意性，而且当参与物理过程的物理量较多时，可组成的数也很多，将线性方程组全部计算出来比较麻烦；另一方面，若要全部满足与这些π数相应的相
《混凝土试验用振动台》送审稿审查材料之三 混凝土试验用振动台 Vibrating table for concrete test 编制说明 《混凝土试验用振动台》标准编制组
混凝土试验用振动台 振动台是混凝土试验必备的设备。《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GBJ/T50081-2002）中规定：“根据混凝土拌合物的稠度确定混凝土成型方法，坍落度不大于70mm的混凝土用振动振实”。混凝土预制构件厂和水工（公路）混凝土工程、大量采用的混凝土坍落度都在70mm之内，因此研究制订混凝土试验用振动台标准是必要的。 在振动脉冲力作用下，混凝土拌合物颗粒之间的摩擦力和粘结力急剧减小，粗骨料在重力作用下相互滑动，其空隙被水泥砂浆填充，夹杂在拌合物中的空气形成气泡被排除。混凝土中如有空隙存在，对强度影响很大，如空隙占5％时，强度降低高达30％。由此可见振动密实的重要性。 关于混凝土振动密实理论，目前有许多不同假设，如振动速度假设（AW）、振动加速度假设（AW2）和振动能量假设（A2W3）等。不管哪种假设，振幅和频率的组合影响都是至关重要的。振动形式和性能对振动密实效果也有显著影响，在混凝土试验室，采用定向垂直振动成型有利于混凝土的密实。此外，振动波形和振幅的均匀度也有明显影响，为保证成型条件的一致性，应采用简谐振动（即振动曲线为正弦波或余弦波），尽量保证台面振幅的均匀度。 现将此次标准修订的主要内容简介如下： （一）产品分类、规格、型号
按振动台台面尺寸大小分为： a. 300mm×600mm振动台； b. 600mm×800mm振动台； c. 1000mm×1000mm振动台。 振动台按台面尺寸分为大中小三种。小型主要考虑作为现场制作试件之用，中型作为一般试验室成型试件用、大型适宜有特殊要求的试验室使用。 按试模固定方式有机械固定和电磁铁固定两种方式。取消了原标准中按振动台激振型式的分类方法，仅保留悬挂式单轴振动台。这是由于： （1）悬挂式单轴振动台，应用较多。由于采用弹簧支撑、台面振动波形基本呈正弦波、比较规矩。因而保留。 （2）双轴式振动台，采用普通橡胶支撑，台面次波多、振动波形不规整，而且市场上这种产品很少，因而这次修订中取消。 悬挂式振动台是定向垂直振动。对这种振动台的测试结果表明：。悬挂式振动台，采用弹簧支撑，振动波形呈正弦波。其台面各点振幅分布较均匀，最小振幅为0.48mm，最大振幅为0.52mm，平均振幅为0.5mm，台面振幅的不均匀度仅为9％。悬挂式振动台的振动波形和台面振幅的均匀性，满足标准要求。 （二）振动参数 标准规定振动台的参数： 振动频率：50±2Hz；
振动台在使用中经常运用的公式 1、求推力（F ）的公式 F=（m 0+m 1+m 2+……）A …………………………公式（1） 式中：F —推力（激振力）（N ） m 0—振动台运动部分有效质量（kg ） m 1—辅助台面质量（kg ） m 2—试件（包括夹具、安装螺钉）质量（kg ） A — 试验加速度（m/s 2） 2、加速度（A ）、速度（V ）、位移（D ）三个振动参数的互换运算公式 =ωv ……………………………………………………公式（2） 式中：A —试验加速度（m/s 2） V —试验速度（m/s ） ω=2πf （角速度） 其中f 为试验频率（Hz ） =ωD ×10-3………………………………………………公式（3） 式中：V 和ω与“”中同义 D —位移（mm 0-p ）单峰值 =ω2D ×10-3………………………………………………公式（4） 式中：A 、D 和ω与“”，“”中同义 公式（4）亦可简化为： A=D f ?250 2 式中：A 和D 与“”中同义，但A 的单位为g 1g=s 2 所以：A ≈D f ?25 2 ,这时A 的单位为m/s 2 定振级扫频试验平滑交越点频率的计算公式 加速度与速度平滑交越点频率的计算公式 f A-V = V A 28.6………………………………………公式（5）
式中：f A-V —加速度与速度平滑交越点频率（Hz ）（A 和V 与前面同义）。 速度与位移平滑交越点频率的计算公式 D V f D V 28.6103?=-…………………………………公式（6） 式中：D V f -—加速度与速度平滑交越点频率（Hz ）（V 和D 与前面同义）。 加速度与位移平滑交越点频率的计算公式 f A-D =D A ??23 )2(10π……………………………………公式（7） 式中：f A-D —加速度与位移平滑交越点频率（Hz ），（A 和D 与前面同义）。 根据“”，公式（7）亦可简化为： f A-D ≈5× D A A 的单位是m/s 2 4、扫描时间和扫描速率的计算公式 线性扫描比较简单： S 1= 1 1 V f f H -……………………………………公式（8） 式中：S1—扫描时间（s 或min ） f H -f L —扫描宽带，其中f H 为上限频率，f L 为下限频率（Hz ） V 1—扫描速率（Hz/min 或Hz/s ） 对数扫频： 倍频程的计算公式 n=2Lg f f Lg L H ……………………………………公式（9） 式中：n —倍频程（oct ） f H —上限频率（Hz ） f L —下限频率（Hz ） 扫描速率计算公式 R= T Lg f f Lg L H 2/……………………………公式（10）
B 图1-1 振动控制的基本原理 （1）电动台的工作原理及框图 载流导体载磁场中受电磁力的作用而运动，根据电磁学的基本原理，一段载流元dI 放在磁场中（见图1-1）所受的电磁力可用下式表示Df=BId ?sin （d ?^B ）式中B 一载流导体所处磁场的磁通（Gs ）I 一载流导体的电流有效值 （A ）dI ^B 一电流元与V 的夹角载振动台的设计中d ?^B=90°则sin （d ?^B ）=sin90°=1∴df=BId ?整个驱动动圈的线圈式由无数小电流元组成的因此动圈所受的力F 为 F=∫? 0BId ?=IB ?………(1-1) ?…………动圈的有效长度 显然，在上式中，当振动台与定型时B ?为定值则F αI 因此，当动圈上通过的电流I 以正弦规律变化，即产生所谓振动。 由（1-1）式可知 振动台的激振力大小取决于I 、B 、?三个参数的打小，气隙磁通B 的大小式不能无限制地增加的，当采取恒磁场时，B 一般为6000Gs 一7000Gs ，当采用单磁场励磁时，B 一般在13000Gs 左右，采用双
图1-2 动台体体积大小限制。如果要增加激振力，则要增加动圈驱动电流I 的大小，而I是由功率放大器提供的，也就要增大功率放大器输出的大小。 为了表明由功率化为激振力的能力，人们常用数来表达，它定义为每产生一公斤的激振力所需功率放大器的瓦数，称为该振动台的力常数。 在振动台的应用中常用下列量纲 I…………安培（A） ?…………厘米（cm） B…………高斯（Gs） F…………公斤力（kgf） 则（1-1）改写成 F=2x10-7IB ?……………………1—2 （2）电动台的框图及各部件作用 电动台的框图如图1-2所示
振动台知识30个问答 （供业务员与客户沟通时参考） 1）振动台有哪几类，他们各自有什么特点 振动台主要有3类：机械式振动台、液压式振动台和电动式振动台。 机械式振动台是把机械能转化成动能。 特点是：推力大、波形差、价格低廉，适用于低频（5Hz-80Hz ）疲劳实验。 液压式振动台是把液压能转换成动能。 特点是：低频（超低频）、推力大、负载能力强、控制方便，但工作上限频率低（一般以几十Hz到几百Hz为上限）价格昂贵。 电动式振动台是把电能转换成动能。 特点是：工作频率宽（从几Hz到几千Hz ）波形好、控制方便、价格较贵，是一般试验室中例行试验最常用的品种。 2）描述振动台有哪些参数，它们之间的关系如何表述 正弦振动用频率、加速度、位移、速度等参数来描述。它们之间的关系可以用下述关系式来表达。 式中a--振动加速度值v--振动速度值x —振动位移值 当加速度单位为g、位移单位为mm、频率单位为Hz时： 加速度关系与位移关系用下式表述： 随机振动一般用频率范围、加速度谱密度、加速度谱的频谱、总均方根、加速度、试验 持续时间五个参数共同描述。 3）为什么机械振动台的工作频率下限为5Hz而工作上限频率仅为60-80HZ
我厂生产的机械式振动台是离心式的，当工作频率小于5Hz或者更低时，激振缸产生 的激振力不足以克服系统各个环节的静摩擦力，而使振动台无法启动。而机械式振动台 的上限工作频率则受制于带动激振缸运动的电动机的转速无法提高。功率较大电动机的转速一般为每分钟几千转。即使不考虑使用减速箱直接用电动机拖动激振缸。工作频率 达到100Hz，电动机最高转速也要达到每分钟6000转，这时已经很困难了。 4）机械式振动台可以进行定加速度扫频试验吗？ 机械式振动台不能用于定加速度扫频试验，它只能做定频振动试验或定位移扫频振动试 验，而且精度较差。 5）为什么液压式振动台有净推力、毛推力之分 液压式振动台不象电动振动台那样有支撑系统结构，它定中心是靠消耗振动台的部分推 力来完成的。因此，其毛推力是净推力加上定中心所消耗的那部分推力。 6）液压振动台的核心部件是什么 液压振动台的核心部件是伺服阀，它的频率将决定整个振动台的上限工作频率。虽然采 用将输出端的加速度、速度位移反馈给输入端的三输出、三输入方案，理论上可以提高 振动台的上限工作频率。 但是因为液压振动台加速度波形畸变较大，这种方案的效果并不显著，所以受伺服阀频 响的影响，液压振动台的上限工作不高，仅几百赫兹。 7）为什么国外厂商生产的液压振动台上限工作频率比国内生产的液压振动台上限工作频率高的多 这是对液压振动台输出推力的不同理解造成的，根据国标（GB-10861-89 ）国内厂商把液压振动台能输出额定推力的最高频率为上限工作频率。而国外厂商则不然，他们把液压振动台实际