随机振动控制系统的随机加随机测试

海运集装箱随机振动测试的标准测试方法1. 引言1.1 概述海运集装箱在国际贸易中扮演着重要的角色，为了确保货物的安全运输，必须对集装箱进行各种测试。

其中，随机振动测试是一种常见的测试方法，用于评估集装箱在实际运输过程中受到的振动影响。

通过模拟实际运输环境下的振动情况，可以有效地检测和评估集装箱抵御外界振动能力，并为改进其设计和结构提供指导。

1.2 文章结构本文将首先介绍海运集装箱随机振动测试的背景和意义，紧接着介绍相关的测试方法。

然后，我们将详细探讨这些测试方法并介绍其步骤和操作流程。

接下来，文章将对测试结果进行分析，并结合实际案例进行解读和讨论。

最后，我们将总结研究结果并就未来的研究方向提出建议。

1.3 目的本文旨在提供一个全面且系统化的海运集装箱随机振动测试标准方法指南。

通过对该领域现有研究成果和实践经验进行梳理和总结，希望能够为相关研究者和从业人员提供一个清晰的实操指引，以确保测试的准确性和可靠性。

同时，本文也旨在促进相关领域的研究与探索，推动集装箱设计和制造工艺的不断完善。

2. 正文在海运中，集装箱是一种常见且重要的货物运输工具。

然而，由于海上波浪、震动和其他外部力的影响，集装箱在运输过程中可能会受到很大的振动。

这些振动可能对货物造成损坏或破坏，因此必须对集装箱的随机振动特性进行测试和评估。

为了确保货物在运输过程中的安全性和完整性，制定了许多标准测试方法来评估集装箱的随机振动特性。

这些测试方法旨在模拟实际海上运输条件下的振动情况，并提供可靠的数据用于设计更加合适的包装方案或选择适当的运输方式。

其中一种常用的测试方法是使用专门设计的振动台进行集装箱随机振动测试。

该振动台可以通过模拟不同波浪频率和幅值以及运输船只产生的震动来评估集装箱在各种条件下的振动响应。

在这种测试中，集装箱被安放在振动台上，并通过控制仪器记录和分析其受到的振动情况。

此外，还有其他一些常用的测试方法用于评估集装箱随机振动特性。

振动传感器性能测试及振动测试系统建模与性能分析实验一、 实验目的1. 了解各类型振动传感器的工作原理、掌握压阻式加速度传感器的动态校准过程。

2. 掌握正弦、随机振动控制的基本过程，能够根据实际情况合理设计校准过程中的参考谱。

3. 掌握振动传感器的动态校准方法并能计算出振动传感器的各项动态特性指标。

4. 了解振动测试系统的组成，掌握振动测试系统的建模方法5. 对于测试后未达到设计指标的系统，应当能够设计出动态补偿滤波器以补偿系统的动态特性。

二、实验系统组成振动测试系统由两部分组成，一部分是振动控制系统，另外一部分就是远程数据采集、处理系统。

实验系统中，振动控制系统的振动台按照预先设定的参考谱进行振动。

标准传感器和被校传感器感受相同的振动，经过相应的变送器或放大器输出的电压信号送入数据采集系统，实验工作站（包括实验者开发的数据处理软件）通过网络中的服务器获得所采集的数字信号，进行后续的动态校准、建模与性能分析工作，如图1所示。

● ● ● ● ●●实验工作站（数据处理软件）图1 振动测试系统动态校准、建模与性能分析三、实验系统工作原理1、振动控制系统工作原理振动控制系统中的振动台产生动态校准、动态测试所需的标准振动信号。

振动控制系统由振动控制仪、功率放大器、振动台和反馈传感器构成，目的是使振动台按照预先设定的参考谱进行振动。

振动控制仪安装在工控机中，振动控制信号从工控机发出，经过功率放大器对控制信号进行放大，驱动振动台振动。

而振动台的振动情况由安装在台面中心的反馈传感器获取，经过电荷放大器传送至工控机中的振动控制仪，从而形成闭环控制使振动台能够按照设定参考谱进行振动。

在振动台的夹具台面上采用背靠背方式安装标准传感器与被校传感器，这样保证了它们感受的是相同的振动信号，通过采集两个传感器的输出并将其送入实验工作站，参与实验的人员就可以在远程计算机上进行振动传感器的校准、建模及性能分析了。

2 数据采集系统工作原理数据采集系统配有NI公司的数字化仪（PXI－5122），可以实现双通道信号的同步采样。

振动试验分类北京西科远洋机电设备有限公司 Jeff.jiang振动试验根据模拟振动环境的不同输出不同的激励波形，根据激励波形的不同振动试验可分为：1.正弦扫频试验正弦试验是最早的振动试验，传统的扫频正弦试验通过改变信号的频率、相位和幅值来实现。

正弦试验通过正弦信号发生器改变信号的频率和幅值，控制试件在频率范围内按要求振动。

正弦扫频试验在研究结构的共振峰特性时是尤为有效的。

结构共振点上会激发出很高的响应，在共振点实行定频振动，是疲劳试验的有效手段。

美国迪飞DP SignalStar 与 北京西科 Standard 2x 正弦试验的最重要特点是使用跟踪滤波器技术，使用固定的或者比例带宽的高品质数字跟踪滤波器可以确保在存在环境噪声的情况下仍然能精确地测量和控制正弦试验。

2.谐振搜索和驻留试验谐振搜索和驻留试验，首先通过正弦扫频获取评估谐振特征的传递函数，输入频率范围、幅值阈值和最低Q值(尖锐度)参数用于判断哪些模态会被评估为谐振峰。

谐振搜索和驻留在很多机械结构的疲劳试验中非常有效。

谐振搜索和驻留自动侦测谐振峰的偏移，并自动调整正弦激励信号的频率来跟踪谐振峰的偏移。

跟踪驻留试验在高周期关键部件如涡轮机叶片和汽车曲轴的疲劳试验中非常常见。

美国迪飞DP SignalStar 与 北京西科 Standard 2x谐振搜索和驻留主要集中在结构疲劳试验上。

疲劳试验中会自动跟踪谐振峰的偏移来驻留激励，同时可以限制幅值和频率的偏离度来终止试验。

3.多正弦试验疲劳试验时，如汽车厂商的发动机部件试验，多个频率的正弦同步扫频可以大大减少试验时间。

在德国汽车制造商组织的推动下，该方法目前正越来越广泛地为其他谐波试验所应用。

依据一家知名的德国汽车制造商的要求。

多频率正弦试验已经发展为汽车发动机组件可靠性试验的一个重要方法。

这一试验方法的目的是在不影响试验效果的前提下降低试验时间和开发成本。

DP的SignalStar多频率正弦控制软件减少了试验时间，且不牺牲试验控制精度和试验效果。

随机振动试验研究摘要：随机振动试验中存在许多“失控”现象，随机振动控制理论通常把试验“失控”的原因归于：（1）共振激励太大，超出了控制仪的动态范围；（2）台面、工装、试验件三者产生共振，造成试验中过大的冲击。

本文主要针对随机振动试验中的“失控”现象，从工装角度分析其现象形成的原因，并提出解决问题的方法。

关键词：随机振动试验失控现象工装振动试验是军用设备环境试验项目之一，是产品可靠性试验的重要组成部分。

振动试验是在实验室条件下产生一个人工可控的振动环境，该环境模拟产品生命周期内的使用振动环境，使产品经受与实际使用过程的振动环境相同或相似的振动激励作用，考核产品在预期使用过程的振动环境作用下，能否达到设计所规定的各项技术要求，同时也是考核产品结构强度和可靠性的一个主要试验方法。

1、基本概念1.1 随机振动的定义严格来说一切振动都是随机的，当随机因素可以忽略时，可看做是确定性振动，这时，可以用简单函数或这些函数的组合来描述。

另一种不能用确定函数而只能用概率和统计方法描述振动规律的运动称为随机振动。

1.2 振动的分类振动按其时域波形的特征可分为确定性振动和非确定性振动。

确定性振动是指振动物理盈随时间的变化规律可用确定的数学关系式来表达的一类振动。

非确定性振动是指振动物理量随时间的变化规律无法用确定的数学关系式来表达，而只能用概率论和统计学的方法来描述的一类振动。

随机振动属非确定性振动。

2、随机振动试验中的失控现象及解决方法2.1 随机振动设备组成及功用在试验室振动试验中，试件一般通过适当的试验工装安装在振动台，试验工装与振动台的组合用于模拟预期使用过程中平台产生的振动环境，如图1所示。

大多数情况下，振动使用条件所对应的振动控制点选择在试件与试验工装的连接界面上，其代表了预期使用过程中平台对装备的振动环境激励。

在理想状态情况下，即试件相对与振动台和试验工装可以近似作为刚体处理，如果在试件与试验工装连接界面的振动响应将与预期使用过程一致，可以认为试件经受了符合预期使用过程的振动环境考核。

随机振动试验应用技术
随机振动试验是一种非常重要的实验方法，可以用来测试结构物
抗震能力和性能分析，并用于确定特定系统的可靠性。

它的应用范围
很广，例如在航空航天、交通运输、建筑工程、机械制造和电子器件
等领域都具有重要的应用价值。

随机振动试验的主要目的是模拟真实环境中的随机振动，使被测
对象的结构振动与实际使用情况尽量接近。

为达到这个目的，试验过
程中需要考虑如何选择加速度振动器、调整边界条件、准确测量振动
响应等因素。

使用适当的仪器设备和合理的试验方案对于获得可靠的
实验结果非常重要。

在随机振动试验过程中，数据采集是至关重要的环节。

数控振动
试验台和数据采集系统的运用可以大大提高实验的效率和准确性。

数
据采集系统可以实时记录随机振动试验的振动响应、振频、振幅和幅
频特性等重要参数。

通过这些数据，实验者可以得到样品在不同频率
下的响应和振幅等属性的分析结果。

随机振动试验的另一个重要应用是对结构物的抗震性能进行评估。

在建筑工程领域，随机振动试验被广泛应用于各种建筑结构、桥梁、
隧道、风力发电机等重要工程项目中。

通过对样品的随机振动试验，
实验者可以评估结构物在地震等自然灾害发生时的抗震性能和安全可
靠性。

总之，随机振动试验是一种非常重要的实验方法。

通过合理的仪器设备、科学的试验方案和准确的数据采集，可以获得可靠的实验结果，为相关领域的研究和应用提供重要的科学依据。

震动现象实验与分析震动现象是指物体受到外力或内部扰动而出现振动的现象。

在科学研究和工程实践中，准确分析和理解震动现象的特性对于设计和优化结构、机器和设备至关重要。

本文将探讨震动现象的实验与分析方法，以及其在不同领域中的应用。

一、实验方法震动现象的实验常常需要使用震动台或振动传感器等设备。

以下是常用的震动实验方法：1. 自由振动实验：在无外力干扰的情况下，观察物体在初始位移或初始速度条件下的振动现象。

该实验常用于测量和分析结构的固有频率、振型和阻尼比等特性。

2. 强迫振动实验：通过施加外力或扰动来引起物体的振动。

该实验常用于研究物体的频率响应和传递函数，以及结构在不同激励频率和幅值下的振动响应。

3. 随机振动实验：模拟真实环境中的随机振动激励，以测试和评估物体的抗震性能。

该实验常用于评估车辆、建筑物和航空器等在不同地面激励下的振动响应。

二、分析方法在震动现象的分析中，常用的方法包括频域分析、时域分析和模态分析等。

以下是这些方法的简要介绍：1. 频域分析：将信号从时域转换到频域，以获取信号的频谱信息。

常用的频域分析方法包括傅里叶变换、功率谱密度和频谱图等。

频域分析可以用于分析物体的频率特性、主要频率成分和共振现象。

2. 时域分析：通过对信号进行时间上的观察和分析，以了解信号的振动特性。

常用的时域分析方法包括波形图、自相关函数和互相关函数等。

时域分析可用于分析物体的振幅、波形、周期性变化和非线性特性。

3. 模态分析：研究物体的固有振动模态，包括固有频率、振型和阻尼比等特性。

常用的模态分析方法包括模态测试和模态识别。

模态分析可用于评估结构的稳定性、识别潜在问题和优化设计。

三、应用领域震动现象的实验与分析广泛应用于工程、科学和其他领域。

以下是一些典型的应用领域：1. 结构工程：在建筑、桥梁和航空航天等领域中，震动现象的实验与分析可用于评估结构的抗震性能、振动响应和疲劳寿命等。

2. 汽车工程：在汽车设计和制造中，震动现象的实验与分析可用于评估车辆的悬挂系统、减震器和底盘的振动性能以及乘坐舒适性。

随机振动试验原理及标准随机振动试验是一种模拟产品在实际使用中可能遇到的振动环境的试验方法。

通过将产品暴露在随机振动环境中，评估产品结构的稳定性和性能的可靠性。

这种试验方法常用于产品质量检测、设备耐久性测试等场合。

本文将详细介绍随机振动试验的原理及标准。

一、随机振动试验原理1.随机振动的定义随机振动是指一种不规则、无规律的振动，其振幅、频率和相位都是随机的。

这种振动通常是由多个不同频率和幅值的振动同时作用在产品上，形成的一种复杂的振动环境。

2.随机振动试验的目的随机振动试验的目的是为了模拟产品在实际使用中可能遇到的振动环境，以评估产品的结构稳定性和性能可靠性。

通过将产品暴露在随机振动环境中，检测产品是否会发生结构损伤、性能下降或者失效等情况，从而改进产品设计或生产工艺，提高产品的质量和耐久性。

3.随机振动试验的原理随机振动试验是通过将产品固定在振动台上，利用振动台产生规定的振动环境来实现的。

振动台可以模拟垂直和水平两个方向的振动，以模拟实际使用中可能遇到的振动情况。

振动的参数（如振幅、频率、相位等）可以根据需要进行调整。

在随机振动试验中，振动的输入是随机的，因此不能用简单的数学表达式来描述。

但是，可以通过概率分布函数来表示振动的统计特性。

常用的概率分布函数有高斯分布、泊松分布、均匀分布等。

其中，高斯分布由于其统计特性与实际振动环境较为接近，因此在随机振动试验中应用较为广泛。

4.随机振动试验的流程随机振动试验的流程一般包括以下几个步骤：（1）确定试验条件：根据产品实际使用环境和性能要求，确定试验的振幅范围、频率范围、振动时间等条件。

（2）选择合适的概率分布函数：根据实际振动环境的统计特性，选择合适的概率分布函数来描述振动的随机性。

（3）设置振动台参数：根据试验条件和概率分布函数，设置振动台的振幅、频率、相位等参数。

（4）固定产品：将待测试的产品固定在振动台上，确保产品与振动台接触良好，不影响振动传递。

随机扫描振动测试由于设备的工作环境往往是一个随机振动环境， 了验证试件在实 工作中是否能 受振动环境的考验， 出试件在设计，制 ，安装，以及整体性能 的缺陷，需要进行振动测试试验。

试验方法很多，例如 弦扫描，随机扫描等等。

以 是一个随机振动扫描的例子。

该试验基于RanVib虚拟随机振动系统，试验基本参数设置值和参考谱如 1， 中红色 参考谱，绿色 中断限。

面是对一些 要参数的解释。

1试验的参数设置和参考谱所谓参考谱，是根据设备 能受到的振动作用而预设的试验条件。

振动 驱动谱的作用 开始振动，经过闭环 制过程， 率谱逐渐趋 参考谱，以模拟设备在实 工作时的状况。

参考谱 体参数见 2。

2参考谱的 体参数该系统的宽带谱线数缺省值 400，理论 以在1600内任意设置谱线数。

在较高频率试验时美 军标MIL-STD-810F 荐的谱线数 800。

操作人员也 以根据最低和最高试验频率进行设置, 使频率分 率 整数, 最低频率也最好 频率分 率的整数倍，如最低频率20Hz，最高频率2000Hz， 设谱线数 400，则频率分 率 5.00Hz。

由于试验均衡 度 频率分 率成反比，当试验 低频或者试验时间很短时，比如 到1分钟，选较小的谱线数 以 快试验均衡 度。

随机扫描分 真随机和伪随机，若试验的时间很短， 以选择伪随机，以 快均衡 度；通常情况 选择真随机。

该系统 真随机设置了两个精度等级，分 统计自由度DOF=144的较低精度和统计自由度DOF=240的较高精度。

削波系数小的优点是 以避免过大的 度峰值, 保护振动 ；缺点则是会 成 噪声，使真 的输出谱 驱动谱 一致。

若是在试件有尖锐共振时共振峰压缩 来， 时应考虑适当 大削波系数。

在进行系统动态范围测试时, 也应选用较大的削波系数。

3 给定振级的大小和作用时间4 驱动谱给定 3所示的振级，它使初始驱动谱有了一个-3dB的偏移量，试验模拟结果见 4和 5， 4显示的是最终的驱动谱， 5显示的是 制谱。