随机振动试验应用场合振动试验的几个关键指标及公式

2024/1/13 13:01:57  阅读数：132  立即咨询

随机振动试验的应用场合非常广泛，比如模拟公路运输振动、模拟飞机外挂振动、模拟拖车、履带车等测试环境采用的都是随机振动。

随机振动是指一种振动波形杂乱、对未来任何一个给定时刻其瞬时值不能预先确定，其波形随时间的变化显示不出一定规律的振动，无法用确定性函数解释其规律。例如，车辆在高地不平路面上行驶;高层建筑在阵风或地震作用下发生的振动;飞机在飞行时的振动;船舶在波浪中的振动就是随机振动。随机振动的单次试验结果有不确定性、不可预估性和不重复性，但相同条件下的多次试验结果却有内在的统计规律。而需用概率统计方法定量描述其运动规律。

振动试验台有哪些类型：

时域和频域的概念114检测网小楄详细介绍
时域即描述运动规律的时间坐标。频域即描述振动频谱的频率坐标，随机振动波形可以看成由无数正弦波形（一个正弦波形对应一个频率和一个加速度幅值）叠加而成，将这些无数的正弦波形对应的频率和幅值标注在坐标系上即得到频域曲线。

PSD的概念
PSD即功率谱密度，表示随机信号的各个频率分量所包含的功率（能量）在频域上的分布情况，是随机振动试验的条件。看到它，知道是随机振动试验的PSD即可，具体PSD怎么得到的，了解一下即可。另外，还需要记住一句话，即“一个随机波形只有一个PSD，一个PSD可以有无数个随机波形和其对应。”通过PSD如何得到有效值（rms值）有效值可以用来计算PSD对应试验所需的加振力，对应振动试验机的随机有效加振力，防止过载运行。

影响振动试验的几个关键指标：

试验推力：试验推力对试验骑着决定性的作用，所需推力超过额定推力则试验不能进行，但是推力远远小于额定推力，容易造成资源浪费，

最大位移：随机振动试验时，从振动条件上看不出随机振动的最大位移，而其值也是不确定的，因此有必要在实验前估算最大位移，避免因超过行程而损坏振动台
加速度均方根值：它是表征随机振动总能量的统计参数。

频率范围：目前电磁振动台的频率多数可以达到3000HZ~5000HZ，基本可以满足绝大部分试验要求。
加速度均方根值由曲线下总面积的和经过开根号运算得到，用以下公式表示：
Gmax=√A1+A2+A3(g）
式中，A1为升谱线所含面积，A2为平直谱曲线所含面积，A3为降谱曲线所含面积，图谱曲线所含面积通过谱密度函数在频率上进行积分算出。
试验推力计算公式：
F=（m0+m1+m2）G
式中，F为推力(N)，m0为振动台运动部分有效质量(KG)；m1为辅助台面质量(KG)；m2为试样(包括夹具、安装螺钉)质量(KG)；G为试验加速度。

位移的计算公式：　准确的方法应该找出位移谱密度曲线，计算出均方根位移值，再用均方根位移算出最大峰值位移，在工程上往往只要估计一个大概的值，这里介绍一个简单的估算公式，通过估算的值比实际要大。
Xp-p=1067×（W0/f0³）½=1076×√W0/f0³
式中，Xp-p为最大峰峰位移(mm)，f0为下限频率(Hz)；W0为下限频率(f0)处的功率谱密度值(g^2/Hz)。

    在随机试验计算推力的时候，主要还是需要考虑有效值，尽量将加速度有效值控制在正弦最大加速度的1/3以下,也就是说当试验机的正弦最大加速度为1000m/s2时，其对应的随机加速度有效值最大333.3m/s2，即随机试验对应的最大有效推力是正弦试验最大推力的1/3。这是一个最保险的方法，一般不会损坏振动试验机。 

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