如何判断振动台是否满足给出的要求？

振动试验开展之前，拿到一个条件，常常需要判定现有振动台设备能否满足要求，需要进行精确的计算。对于刚刚接触振动试验的新手又会觉得无从下手，本文从实际应用的角度简单介绍如何判定。...





再重发此文，是因为有网友罗荣 指出：

换算本来没错的修改错了，换算范围你只考虑了加速度换算为m/s^2,还有一个单位HZ没有换算，频率的单位应该是秒的倒数，g^2/Hz应该计算为g^2×s.

1 g^2/Hz=(9.8 m/s^2)^2=96.04 m^2/s^3

因此再作更正：

1 g^2/Hz=(9.8 m/s^2)^2/Hz=(9.8 m/s^2)^2*s=96.04 m^2/s^3

感谢这位朋友，终于找到问题所在，其实还是有错的，太好了再次感谢。（此处应该有掌声）

振动试验开展之前，拿到一个条件，常常需要判定现有振动台设备能否满足要求，需要进行精确的计算。对于刚刚接触振动试验的新手又会觉得无从下手，本文从实际应用的角度简单介绍如何判定。

一、振动台的原理和结构

振动台系统有几大部分组成，控制仪、功率放大器（简称功放）、振动台、制冷单元（有风冷、水冷、油冷多种形式）、传感器。驱动线圈中通入交流电，动圈将受到磁场交变力的作用，使活动系统产生运动，即电→磁→力。由于试样尺寸及安装方式的不同，一般都需要安装垂直扩展台面。又因为试验要求水平方面的振动台，一般也需要有水平滑台。

水平滑台的组成：导轨、花岗岩平台、金属台面、连接头、油压系统等。通过油压系统在花岗岩平台和金属台面之前泵入润滑油形成油膜，便于减小金属台面沿着导轨在水平向运动的摩擦力。金属台面通过连接头与振动台连接。

二、振动试验需要考虑的条件

最重要最基本的一个公式：1、推力(f)  单位是牛（N）

推力一般有振动台标称最大推力，平常所说的多少吨台子，或者多少公斤的台子。推力的单位是牛顿（N），力的单位换算成质量单位就是吨或者千克，比如标称80KN的振动台通常称作8吨的台子。

2、质量(m) 单位是千克（kg）

质量分为以下几个可能的部分

1）试样的质量m1

2）夹具的质量m2

3）连接头的质量（一般是水平向试验时需要计入）m3

4）扩展台面的质量（水平滑台或者垂直扩展台面的质量）m4

5）动圈的质量（这是基本是一个恒定值）m5

所以m=m1+m2+m3+m4+m5+…

3、试验要求的最大加速度（a）单位：m/s^2或者g

换算关系：10*m/s^2=g

随机振动中用加速度均方根值（Grms 单位：g）

Grms由ASD或者PSD通过复杂的计算得到。



功率谱密度（PSD单位：g^2/Hz）

加速度谱密度（ASD 单位：(m/s^2)^2/Hz）

两者换算关系：

1 g^2/Hz=(9.8 m/s^2)^2/Hz=96.04 m^2/s^3

4、位移，单位mm

一般振动台都会标称比如：最大位移（p‐p）：76mm，只要不超过这个就可以了。

5、频率范围，一般的电动振动台的频率虽然标称频率范围：2～2700Hz，但是实际一般工作频率在5~2500Hz范围，如果低于5Hz或者高于2500Hz就有可能做不了。

根据经验：客户给到的振动试验条件，一般能够给到的较多的是试样质量（重量），最大加速度值或者Grms值ASD或PSD。这样我们就可以计算现有设备能否满足相关条件，同时还要考虑瞬间超载的情况，通常这个系数为0.8。

因此f=ma就必须细化为:实例：

客户给出条件：1kg试样，加上夹具不会超过5kg，最大加速度要30g，问8吨推力振动台能否满足X、Y、Z三向振动试验要求？

逐一确认上式中（所列数据均时临时假定）：

m1=1kg（试样）

m2=4kg（夹具）

m3=15kg（连接头，水平方向需要计入）

m40=50kg(垂直扩展台)

m41=300kg(水平台面)

m5=60kg（动圈）

X、Y向一般定义为水平向，Z向定义为垂直向。

水平向计算验证：

f=(m1+m2+m3+m41+m5+…)a/0.8

=(1+4+15+300+60)*30/0.8

=14250kg

=142500N>80000N

该值大于8吨的推力，所以不能满足。

垂直向计算验证：

f=(m1+m2+m40+m5+…)a/0.8

=(1+4+50+60)*30/0.8

=4312.5kg

=43125N

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