振动台与振动试验介绍

振动冲击试验方法与技术

(用电动振动台进行)

王树荣

前言

电动振动试验系统是环境试验的主要试验手段之一，用它可以完成环境试验标准中的振动试验和冲击试验。

当今国内外在环境试验上有许多标准和方法,但归纳起来为二大体系：

一类是以IEC（国际电工委员会）为主体的国际通用的民用 (商用) 产品的环境试验体系,它是国际贸易中民用 (商用) 产品的环境适应性水平要求的共同语言、统一准则，它是以欧洲资本主义国家为主导制订的，可以说它是欧洲资本主义国家环境试验现状和水平的反映。我国自80年代开始采用等效或等同的方法先后将TC50（环境试验）、TC75（环境条件）制订（转化）成环境试验国标（GB/T2423系列标准）与环境条件国标（GB/T4798系列标准）。IEC标准的特点是模拟试验方法（程序）经典、试验再现性高。

另一类是军用产品的环境试验体系，最有代表性为美国的MIL标准和英国国防部07-55标准。我国自80年代开始采用等效或等同的方法先后将相同专业的美国MIL标准转换为我国军标，美国军标的特点是工程应用性好。在环境试验领域内最常用的美国军标和相应的我国军标示例见下表：

美国军标 相应的我国军标

MIL-STD-883E

微电子器件试验方法标准 GJB548A-96

微电子器件试验方法与程序

MIL-STD-202F

电子及电气元件试验方法 GJB360A-96

电子及电气元件试验方法

MIL-STD-810F

环境工程考虑与实验室试验 GJB150-86

军用设备环境试验方法

（等效MIL-STD-810C/D）

MIL-STD-1504C 运载器、顶级飞行器、航天器试验要求 GJB1027

卫星环境试验要求

在此值得一提的是我国军标GJB4-83 舰船电子设备环境试验是我国自行制订的国军标。

从上面的叙述可见，我国的环境试验标准有民（商）用和军用二大标准体系，民用是等效或等同采用的IEC标准体系，军用是等效或等同采用美国军标体系。

混凝土结构的振动试验分析

一、研究背景

混凝土结构是现代建筑中应用最广泛的结构形式之一，其具有承载能力强、耐久性好、施工便利等优点。在混凝土结构的设计、施工和使用过程中，振动试验是一种常见的检测技术，用于检测结构的稳定性、承载能力、耐久性等性能。本文旨在对混凝土结构的振动试验进行分析和研究，探讨其在工程实践中的应用。

二、振动试验的原理及方法

1、振动试验的原理

振动试验是通过施加外力，使结构体系在一定的条件下产生振动，对其进行监测和分析，从而得出结构体系的固有频率、阻尼比等动态参数。振动试验的原理基于结构体系的动态特性，即结构体系在受到外力作用下会发生振动，振动的特点与结构体系的固有频率、阻尼比等动态参数有关。

2、振动试验的方法

振动试验的方法包括自由振动试验、强迫振动试验和冲击试验等。其中，自由振动试验是最常用的一种方法，其原理是在没有外力作用下，对结构体系进行振动，通过对振动信号的监测和分析，得出结构体系的固有频率和阻尼比。强迫振动试验是通过施加外力，使结构体系发生强制振动，通过对振动信号的监测和分析，得出结构体系的动态特性。冲击试验是通过施加冲击力，使结构体系发生瞬时振动，通过对振动信号的监测和分析，得出结构体系的动态特性。

三、混凝土结构振动试验分析的方法和步骤

1、试验前准备

在进行混凝土结构振动试验前，需要进行试验前准备工作。首先需要制定试验方案，并根据试验方案进行试验器材的选择和购买。其次需要进行试验场地的选择和准备，包括试验场地的平整度、试验设备的安装、试验数据的采集等。最后需要进行试验人员的培训和安全保障措施的落实。

2、试验过程

在进行试验过程中，需要根据试验方案进行试验操作，并进行试验数据的采集和记录。试验过程中需要注意试验设备的安全性和试验人员的安全，确保试验过程的顺利进行。

3、试验数据的处理与分析

试验数据的处理与分析是混凝土结构振动试验的重要环节。处理与分析的方法包括模态分析、频率响应分析、阻尼比分析等。通过对试验数据的处理和分析，可以得出结构体系的动态特性，比如固有频率、阻尼比等。

1 一、前言

模拟地震振动台可以很好地再现地震过程和进行人工地震波的试验，它是在试验室中研究结构地震反应和破坏机理的最直接方法，这种设备还可用于研究结构动力特性、设备抗震性能以及检验结构抗震措施等内容。另外它在原子能反应堆、海洋结构工程、水工结构、桥梁工程等方面也都发挥了重要的作用，而且其应用的领域仍在不断地扩大。模拟地震振动台试验方法是目前抗震研究中的重要手段之一。

20世纪70年代以来，为进行结构的地震模拟试验，国内外先后建立起了一些大型的模拟地震振动台。模拟地震振动台与先进的测试仪器及数据采集分析系统配合，使结构动力试验的水平得到了很大的发展与提高，并极大地促进了结构抗震研究的发展。

二、常用振动台及特点

振动台可产生交变的位移，其频率与振幅均可在一定范围内调节。振动台是传递运动的激振设备。振动台一般包括振动台台体、监控系统和辅助设备等。常见的振动台分为三类，每类特点如下：

1、 机械式振动台。所使用的频率范围为1~100Hz，最大振幅±20mm，最大推力100kN，价格比较便宜，振动波形为正弦，操作程序简单。

2、 电磁式振动台。使用的频率范围较宽，从直流到近10000Hz，最大振幅±50mm，最大推力200kN，几乎能对全部功能进行高精度控制，振动波形为正弦、三角、矩形、随机，只有极低的失真和噪声，尺寸相对较大。

3、 电液式振动台。使用的频率范围为直流到近2000Hz，最大振幅±500mm，最大推力6000kN，振动波形为正弦、三角、矩形、随机，可做大冲程试验，与输出力（功率）相比，尺寸相对较小。

4、 电动式振动台。是目前使用最广泛的一种振动设备。它的频率范围宽，小型振动台频率范围为0~10kHz，大型振动台频率范围为0~2kHz，动态范围宽，易于实现自动或手动控制；加速度波形良好，适合产生随机波；可得到很大的加速度。原理：是根据电磁感应原理设置的，当通电导体处的恒定磁场中将受到力的作用，半导体中通以交变电流时将产生振动。振动台的驱动线圈正式处在一个高磁感应强度的空隙中，当需要的振动信号从信号发生器或振动控制仪产生并经功率放大器放大后通到驱动线圈上，这时振动台就会产生需要的振动波形。组成部分：基本上由驱动线圈及运动部件、运动部件悬挂及导向装置、励磁及消磁单元、台体及支承装置。

振动试验技术

【摘要】分析振动试验对产品可靠性的影响，评估导入振动测试的必要性;介绍振动测试的定义、目的、测试方法、条件及引起的失效模式。

【关键词】正弦振动;随机振动;失效摸式

1.引言

振动测试作为验证产品机械可靠性的主要手段，可以有效的评估产品机械可靠性并推进产品机械可靠性提升。提升产品机械可靠性，有利于提升产品在行业内的产品形象，提高客户对公司产品的品牌认可度;通过振动测试可以提前发现产品在运输及使用过程中由机械振动导致的失效，为产品结构设计的改进提供依据，以提升产品在运输及在复杂使用环境中的可靠性，提升产品设计水平降低产品维护成本;有效评估机械振动对产品可靠性的影响及通过振动测试不断提升产品机械可靠性显得尤为重要。

2.振动试验引起的失效摸式

振动试验是在实验室模拟各种恶劣的振动条件，以检验振动对产品的影响，称之为失效摸式。

（1）对产品结构的影响

这种影响主要是使结构损坏，引起变形、弯曲、产生裂纹、断裂，造成部件间的相互撞击等，从而使产品疲劳损坏，这种破坏又可分为由于振动所引起的应力超过产品结构强度所能承受的极限而造成的破坏，以及长时间的振动使产品发生疲劳而造成的破坏，这种破坏通常是不可逆的。

（2）对工作性能的影响

主要是振动使工作性能失灵、运动部件动作不正常、功能失效或性能超差，造成接触部件的接触不良，继电器误协作，电子管噪声增加，指示灯闪烁等，从而导致工作不正常、不稳定，甚至完全不能工作。这种影响的严重程度，往往取决于振动量值的大小，而且这种破坏通常不属于永久性的破坏，在很多情况下，一旦振动停止，工作就能恢复正常。

（3）对工艺性能的影响

主要是振动使工艺性能破坏，如螺钉或连接件松动、脱焊等。这种破坏通常在一个不太长的振动时间内就会出现，一般在30分钟到1小时就能发现，并且往往是不可逆的。

无论哪种破坏都将导致产品的工作不稳定，甚至损坏。为了提高产品的可靠性需要通过振动试验来暴露产品的薄弱环节，改进产品设计，使产品在运输使用过程中不出或者少出故障。这是振动试验的最终目的。目前在实验室中进行振动试验的形式最常用的是正弦振动和随机振动试验。振动试验的目的是确定产品从制成开始， 在运输、使用及工作过程中所能承受外来的振动或自身产生的振动，而不致破坏并能保持其原有性能，达到预订的寿命和可靠性。