聚焦瑞凱,傳遞環(huán)境檢測(cè)行業(yè)新動(dòng)態(tài)

振動(dòng)試驗(yàn)方法

作者: 范 陶朱公 編輯: 瑞凱儀器 來源: 可靠性雜壇 發(fā)布日期: 2019.12.11
    一、正弦振動(dòng)試驗(yàn)
    正弦振動(dòng)試驗(yàn)是試驗(yàn)室經(jīng)常采用的試驗(yàn)方法。凡是旋轉(zhuǎn)、脈沖、振蕩(在船舶、飛機(jī)、車輛、空間飛行器上)所產(chǎn)生的振動(dòng)均是正弦振動(dòng)。
    要模擬這些振動(dòng)環(huán)境,需用 正弦振動(dòng)試驗(yàn)。當(dāng)振動(dòng)環(huán)境是隨機(jī)的,但又無條件做隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)時(shí),某些情況下可以用正弦振動(dòng)試驗(yàn)來代替(不是等效)。此外,振動(dòng)特性試驗(yàn)中,用正弦信號(hào)激振是基本的方法。正弦振動(dòng)試驗(yàn)控制的參數(shù)主要有頻率及幅值兩個(gè),依照頻率是否改變可分為定頻和掃頻兩種。
    1、正弦振動(dòng)試驗(yàn)準(zhǔn)備
    ① 試驗(yàn)夾具的選取與設(shè)計(jì)
    通常,振動(dòng)臺(tái)面上有許多安裝螺孔,試件也有安裝固定孔。這兩者的孔一般是不一致的。為了將試件牢固地固定于振動(dòng)臺(tái)面上,就必須使用夾具。初看起來夾具僅是連接或轉(zhuǎn)接件,似乎很簡單,但實(shí)際上夾具是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的問題,因?yàn)檎駝?dòng)夾具不僅要將試件與振動(dòng)臺(tái)面連接在一起,而且還要將振動(dòng)力不失真地傳遞給試件。而振動(dòng)力的傳遞與頻率有關(guān),低頻一般比較簡單,高頻就難了。因?yàn)閵A具也有共振頻率,在夾具共振時(shí),振動(dòng)力的傳遞肯定失真。另外,振動(dòng)夾具質(zhì)量還必須盡可能小。
    試件安裝的一步是將試件牢固地固定在振動(dòng)臺(tái)上,一些小試件或外殼能受力的試件可以用壓板、壓條固定(一定注意根據(jù)杠桿原理有支點(diǎn)、加力點(diǎn)和承力點(diǎn),即必須有三點(diǎn),否則固定不緊)。較復(fù)雜的試件或尺寸較大的試件必須用振動(dòng)夾具。如果通用夾具能用,可選通用夾具;如果通用夾具不能用,就需設(shè)計(jì)制造專用振動(dòng)夾具。
    試件與夾具或夾具與振動(dòng)臺(tái)面連接點(diǎn)都稱為固定點(diǎn)(通常是緊固試件的地方)。固定點(diǎn)一般多一些好,同一平面應(yīng)均布四個(gè)孔。連接時(shí),螺栓緊固采用測(cè)力扳手,扭轉(zhuǎn)力矩根據(jù)振動(dòng)臺(tái)說明書決定,扭轉(zhuǎn)力矩太大會(huì)損壞振動(dòng)臺(tái)面的螺紋孔,扭轉(zhuǎn)力矩太小固定不緊。如果振動(dòng)臺(tái)使用說明書未給出這樣的數(shù)據(jù),則可以使用彈簧墊圈,以彈簧墊圈壓平為緊固的標(biāo)準(zhǔn)(根據(jù)經(jīng)驗(yàn))。
    ② 控制加速度計(jì)的安裝??刂苽鞲衅鲬?yīng)安裝在控制點(diǎn)上,控制點(diǎn)應(yīng)選擇固定點(diǎn)或盡可能靠近固定點(diǎn)并與固定點(diǎn)剛性連接??梢赃x在試件與夾具的分離面上,也可以選在夾具與振動(dòng)臺(tái)的分離面上。選在試件與夾具分離面上比較合理,排除了夾具對(duì)振動(dòng)傳遞造成的影響,但控制點(diǎn)是用來取得反饋信號(hào)以測(cè)量試件運(yùn)動(dòng)和驗(yàn)證試驗(yàn)要求的點(diǎn),它可以是單個(gè)點(diǎn),也可以是多個(gè)點(diǎn)(多點(diǎn)控制時(shí)的控制點(diǎn)是用人工和自動(dòng)方法綜合處理各控制點(diǎn)信號(hào)而建立起來的一個(gè)假設(shè)點(diǎn))。
    ③ 控制加速度計(jì)的安裝是極為重要的,安裝不好將直接影響試驗(yàn)的結(jié)果。所以,控制加速度計(jì)必須選擇質(zhì)量高的加速度計(jì)。安裝方式可以用螺釘固定,為了防止干擾,通常在加速度計(jì)下面加上絕緣塊(玻璃鋼或夾布膠木),用兩個(gè)分離的螺釘分別固定絕緣塊和加速度計(jì)。也可以用膠黏結(jié),黏結(jié)不破壞夾具或臺(tái)面,但連接強(qiáng)度不如螺接,振動(dòng)量級(jí)不太大(小于20g)時(shí)可使用。
    加速度計(jì)安裝好之后,將導(dǎo)線連接好,并將導(dǎo)線用膠布固定在試件或夾具上,避免導(dǎo)線頭和加速度計(jì)產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)(若導(dǎo)線頭與加速度計(jì)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)易松動(dòng)),容易產(chǎn)生干擾,而且導(dǎo)線頭容易松動(dòng)。
    ④ 測(cè)量加速度計(jì)的安裝。測(cè)量加速度計(jì)的安裝與控制加速度計(jì)的安裝類似,但測(cè)量點(diǎn)必須選在試件剛性較大的地方,否則測(cè)出的振動(dòng)可能是局部振動(dòng),并不反映測(cè)點(diǎn)總體的振動(dòng)情況。
    ⑤ 控制儀的設(shè)置。正弦振動(dòng)控制儀有多種多樣,試驗(yàn)前為將儀器設(shè)置好,一般先要了解清楚試驗(yàn)條件。正弦掃描設(shè)置比較麻煩,首先設(shè)置頻率的上下限,然后設(shè)置掃描方式(對(duì)數(shù)還是線性,從下向上掃,還是從上向下掃,或是來回掃),設(shè)定掃描次數(shù),再設(shè)置掃描速(dec/min 或 Hz/s)或掃描一次的時(shí)間。其次設(shè)置試驗(yàn)量級(jí),先設(shè)置交越點(diǎn)而后設(shè)置試驗(yàn)量級(jí)(位移、速度或加速度)。后設(shè)置壓縮速度或壓縮速率,這是比較難選擇的內(nèi)容,壓縮速度太快會(huì)出現(xiàn)控制不穩(wěn)定,當(dāng)外界一有變化,控制儀立刻做出反應(yīng),很快改變輸出,常常會(huì)把振動(dòng)臺(tái)壓死(不振)。反之當(dāng)壓縮速度太慢,則振動(dòng)控制往往容易超差。因此,必須選擇合理的壓縮速度。而它又與許多因素有關(guān)。如掃描速度、試驗(yàn)頻率特性、可允許的失真度、從動(dòng)濾波器帶寬、較低掃描頻率等。所以,無法用簡單的方法來確定合理的壓縮速度。許多儀器都設(shè)有自動(dòng)壓縮功能,能滿足低頻壓縮速度低而高頻壓縮速度高的特點(diǎn)。
    控制允差和保護(hù)限的設(shè)置也是控制儀設(shè)置的一項(xiàng)重要內(nèi)容。目前許多試驗(yàn)條件并沒有給允差限,然而,試驗(yàn)誤差是客觀存在的,國標(biāo)GB/T 2423.10和標(biāo)準(zhǔn)GJB 150對(duì)正弦試驗(yàn)誤差的規(guī)定如表1所
示。

表1 正弦振動(dòng)的試驗(yàn)容差表

表1 正弦振動(dòng)的試驗(yàn)容差表

⑥ 試驗(yàn)系統(tǒng)的導(dǎo)通。無論是控制系統(tǒng)或測(cè)量系統(tǒng),為確保試驗(yàn)的正常進(jìn)行,必須在試驗(yàn)前對(duì)各系統(tǒng)進(jìn)行導(dǎo)通,保證控制回路、測(cè)量通道都是暢通的。各系統(tǒng)均有多個(gè)儀器用導(dǎo)線連接而成,連接是否可靠,一方面可以從外觀檢查,如接頭是否擰緊、電源插頭是否插好。常用的方法是敲擊加速度計(jì)附近的區(qū)域,從儀器上看是否有反應(yīng),反應(yīng)是否正常。如系統(tǒng)連接有問題,或其中某臺(tái)儀器沒打開,都可以被發(fā)現(xiàn)。導(dǎo)通也可以用別的辦法,如有些功放自身帶有信號(hào)發(fā)生器,也可以開環(huán)給振動(dòng)臺(tái)和試件一個(gè)單頻小振動(dòng)(小于試驗(yàn)條件的 1/4 量級(jí)),觀察各儀器的指示和反應(yīng)判斷是否正常。
⑦ 試驗(yàn)準(zhǔn)備工作的總檢查。試驗(yàn)準(zhǔn)備工作就緒以后,必須對(duì)各項(xiàng)試驗(yàn)工作進(jìn)行一次總檢查,對(duì)每一項(xiàng)準(zhǔn)備工作進(jìn)行評(píng)價(jià),這在大型試驗(yàn)中尤為重要。大型試驗(yàn)一般安裝復(fù)雜,測(cè)點(diǎn)多,因此,總檢查是十分必要的。例如,測(cè)量系統(tǒng)、加速度計(jì)的安裝、加速度計(jì)與電荷放大器的連接、電荷放大器與記錄儀的連接、電荷放大器靈敏度的設(shè)置、輸出擋位設(shè)置、高低通濾波器的設(shè)置等都需要專人負(fù)責(zé),并由另一專人負(fù)責(zé)校對(duì),后進(jìn)行總檢查。測(cè)點(diǎn)一多,只要錯(cuò)一個(gè)環(huán)節(jié),可能造成整個(gè)測(cè)量不準(zhǔn)確。經(jīng)驗(yàn)證明,即使有專人設(shè)置、校對(duì)、總檢查,如果稍不注意,仍會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。
實(shí)際試驗(yàn)中可將容差限設(shè)置為報(bào)警限,試驗(yàn)中止限應(yīng)比報(bào)警限更大。為保證試件的安全,儀器有許多保護(hù)功能,如開路保護(hù)(無反饋信號(hào)時(shí)立即停機(jī)),-20dB輸出(輸出小于或等于1V),控制量級(jí)超過規(guī)定值的多少dB值就停機(jī)等。
控制儀的設(shè)置是試驗(yàn)的重要環(huán)節(jié),一旦試驗(yàn)開始,整個(gè)試驗(yàn)就將按設(shè)置的內(nèi)容進(jìn)行,設(shè)置錯(cuò)了,試驗(yàn)也就錯(cuò)了。設(shè)置時(shí)必須對(duì)每項(xiàng)要設(shè)置的內(nèi)容非常清楚,設(shè)置完后必須有專人校對(duì)。確認(rèn)無誤后,才開始試驗(yàn)。
2、預(yù)試驗(yàn)
在正式試驗(yàn)以前要進(jìn)行預(yù)試驗(yàn)。預(yù)試驗(yàn)的目的有兩個(gè):一是振動(dòng)試驗(yàn)本身需要了解各系統(tǒng)的配合情況,需要知道試件初始的振動(dòng)響應(yīng)值;二是振動(dòng)試驗(yàn)中有時(shí)還要對(duì)試件性能進(jìn)行測(cè)試,試件的測(cè)試往往由試件生產(chǎn)部門負(fù)責(zé)。因此,在正式試驗(yàn)前有必要進(jìn)行聯(lián)合試驗(yàn)。觀察各系統(tǒng)一起工作有無相互干擾問題。如果有,必須在正式試驗(yàn)前排除。
① 對(duì)試件進(jìn)行檢查和機(jī)械、電性能的檢測(cè)。在試驗(yàn)前必須對(duì)試件的原始狀態(tài)進(jìn)行檢查和詳細(xì)記錄。
② 初始振動(dòng)響應(yīng)檢查。使用正式試驗(yàn)的1/4頻級(jí),用1倍頻程/min掃描率,進(jìn)行正弦掃描試驗(yàn),試驗(yàn)時(shí)記錄全部測(cè)試結(jié)果。試件同時(shí)工作并進(jìn)行測(cè)試,如果試件工作時(shí)影響機(jī)械振動(dòng)特性,應(yīng)將試件處于不工作狀態(tài),再進(jìn)行一次掃描預(yù)試驗(yàn)。
由于預(yù)試驗(yàn)是在小量級(jí)下進(jìn)行的,如果需要,可以多次重復(fù),直至達(dá)到預(yù)試驗(yàn)?zāi)康臑橹埂?
3、正式試驗(yàn)
正式試驗(yàn)應(yīng)嚴(yán)格按照試驗(yàn)條件和試驗(yàn)任務(wù)書的要求進(jìn)行。正式試驗(yàn)必須統(tǒng)一指揮,分工明確。試驗(yàn)中指派專人負(fù)責(zé)觀察試件,了解試件在整個(gè)試驗(yàn)中的變化并進(jìn)行記錄。
4、振動(dòng)響應(yīng)檢查
在正式試驗(yàn)結(jié)束后,再進(jìn)行一次附加的振動(dòng)響應(yīng)檢查,方法與初始振動(dòng)響應(yīng)檢查一樣,以便對(duì)比試驗(yàn)前后的振動(dòng)特性,從而初步確定試驗(yàn)之后是否有損傷。
一般需進(jìn)行 x,y,z 三個(gè)方向的試驗(yàn),通常依次進(jìn)行,每個(gè)方向均應(yīng)重復(fù)步驟1~4。
5、試驗(yàn)善后工作
當(dāng)全部試驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行完之后,觀察試驗(yàn)結(jié)果及測(cè)試數(shù)據(jù)(包括振動(dòng)和試件性能參數(shù))。若比較滿意,即可清理現(xiàn)場(chǎng),將測(cè)試導(dǎo)線收好,取下表面的加速度計(jì)并清洗裝盒,把試件從振動(dòng)臺(tái)上取下,恢復(fù)試驗(yàn)前狀態(tài),準(zhǔn)備下次試驗(yàn)。
6、數(shù)據(jù)和結(jié)果整理
凡是試驗(yàn)中測(cè)試的數(shù)據(jù)都需要進(jìn)行整理,判斷其是否正常,有疑問的數(shù)據(jù)要討論是否取舍,所有數(shù)據(jù)、表格、曲線均應(yīng)簽名并校對(duì)。
7.、編寫試驗(yàn)報(bào)告。
二、隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)
許多真實(shí)的振動(dòng)環(huán)境是隨機(jī)的,如噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)和火箭發(fā)動(dòng)機(jī)引起的振動(dòng)、車輛在不平路面行駛引起的振動(dòng)、飛行器附面層紊流引起的振動(dòng)等等。因此,要真實(shí)地模擬外場(chǎng)振動(dòng)環(huán)境,隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)是不可缺少的。隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)遠(yuǎn)比正弦振動(dòng)試驗(yàn)復(fù)雜。下面詳細(xì)介紹隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)的有關(guān)內(nèi)容。
1、隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)和正弦振動(dòng)試驗(yàn)的等效問題

當(dāng)人們發(fā)現(xiàn)許多振動(dòng)環(huán)境是隨機(jī)的,而用正弦振動(dòng)試驗(yàn)不能解決隨機(jī)的工程問題時(shí),就希望進(jìn)行隨機(jī)試驗(yàn)。正弦振動(dòng)與隨機(jī)振動(dòng)不存在一般的等效關(guān)系。只是在振動(dòng)強(qiáng)度中正弦振動(dòng)和隨機(jī)振動(dòng)按疲勞損傷原理存在某種等效,即

正弦振動(dòng)和隨機(jī)振動(dòng)按疲勞損傷原理存在某種等效

式中,A 為等效正弦振幅;r 為正態(tài)化系數(shù);f 為頻率;Q 為放大系數(shù)(響應(yīng)/輸入);W 為頻率f上的譜密度值。
這一公式常用于正弦掃描代替隨機(jī)振動(dòng),但使用條件是在共振峰附近,且局限于疲勞強(qiáng)度等效,而對(duì)于考核產(chǎn)品性能的試驗(yàn)不適用。許多產(chǎn)品隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)?zāi)芡ㄟ^但正弦振動(dòng)試驗(yàn)通不過,而實(shí)際環(huán)境又是隨機(jī)的。
正弦振動(dòng)試驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)如下:①是分析共振頻率和阻尼特性(共振時(shí))的有用工具;②是研究振型的好方法;③試驗(yàn)結(jié)果極易被工程技術(shù)人員理解和使用;④比隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)經(jīng)濟(jì),易于普及。
然而,隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)在大多數(shù)情況下更代表實(shí)際環(huán)境,所有頻率成分同時(shí)激振而且各個(gè)頻率的輸入振幅是隨機(jī)變化的。一般,正弦振動(dòng)試驗(yàn)適合于試件的剛開始分析階段,而隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)適用于終端 檢驗(yàn)。
2、隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)的準(zhǔn)備
① 試驗(yàn)夾具的選用和設(shè)計(jì)。進(jìn)行隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)和正弦振動(dòng)試驗(yàn)一樣,首先應(yīng)將試件牢固地固定在振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面上。通常情況下必須借助于夾具。
在隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)中,如果夾具選擇不好,除會(huì)使試件受到失真的振動(dòng)考核外,還可能使振動(dòng)控制變得困難,有些地方超差很嚴(yán)重,甚至使試驗(yàn)難以進(jìn)行。隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)比正弦振動(dòng)對(duì)夾具設(shè)計(jì)與制作的要求更高,也更嚴(yán)。
② 試件的安裝
試件的安裝要求基本上與正弦試驗(yàn)一樣,只是隨機(jī)振動(dòng)更容易使緊固件振松。因此,在每次試驗(yàn)前都應(yīng)檢查緊固件是否松動(dòng)。在試驗(yàn)過程中如果發(fā)現(xiàn)控制不穩(wěn)定,應(yīng)停機(jī)檢查緊固件和傳感器的連接,這兩種連接有問題時(shí),都會(huì)造成控制不穩(wěn)定。在擰緊安裝螺栓時(shí)應(yīng)該使用測(cè)力扳手。這樣既可以保證擰緊,又保證緊固件不受損傷。這里推薦對(duì) M8 的螺栓擰緊力矩為3.46kg/m;對(duì)M10的螺栓擰緊力矩為7.6kg/m。如果沒有條件使用測(cè)力扳手,在擰緊螺栓時(shí)要保證彈簧墊圈剛剛壓平,不要用大扳手使勁擰,以防將螺紋擰壞或螺栓擰斷。
③ 控制加速度計(jì)和測(cè)量加速度計(jì)的安裝
試驗(yàn)前必須按試驗(yàn)條件的要求安裝好控制和測(cè)量的加速度計(jì)。安裝方法和注意要點(diǎn)與正弦試驗(yàn)相同。為了防止靜電干擾,一般在加速度計(jì)和夾具或試件之間加絕緣片和絕緣塊,其中絕緣塊可以在三個(gè)垂直方向上粘加速度計(jì)??捎?02膠黏結(jié),也可以用小螺釘連接絕緣塊,另用小螺釘連接加速度計(jì)和絕緣塊。
④ 隨機(jī)振動(dòng)控制儀設(shè)置。隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)的試驗(yàn)條件及控制參數(shù)均需要事先(試驗(yàn)前)輸入控制儀,由于控制儀的種類不同,需要輸入的參數(shù)也不盡相同,這里只選較為通用的參數(shù)進(jìn)行說明。
· 選擇頻率范圍。大部分控制儀需要選擇頻率范圍。一般有幾檔供選擇,只要將試驗(yàn)頻率上限值輸入,控制儀就可以自動(dòng)選到級(jí)合適的頻率范圍。個(gè)別控制儀則不需要選,頻率范圍是固定的。
· 譜線數(shù)和自由度數(shù)的選擇。數(shù)控儀的分辨率是由譜線數(shù)決定的,試驗(yàn)帶寬除以譜線數(shù)就是分辨率。例如,試驗(yàn)頻率上限為 2000Hz,試驗(yàn)帶寬也就是 2000Hz,如選 200線,則分辨率為 10Hz。選 400 線,則分辨率為 5Hz。常用的譜線數(shù)為 200、400 和800。譜線數(shù)越多,分辨率越高,但回路時(shí)間(即對(duì)輸出譜進(jìn)行一次修正的時(shí)間)也越長,也就是說要達(dá)到同樣精度時(shí)均衡的時(shí)間也加長。在選擇譜線數(shù)時(shí),如果試驗(yàn)規(guī)范譜形簡單,可以先選 200 線,只有當(dāng)它不能滿足要求時(shí),例如,譜的設(shè)置由于分辨率不夠無法設(shè)置,或者某頻段內(nèi)均衡后超差嚴(yán)重等,再增加譜線數(shù)。
自由度數(shù)是統(tǒng)計(jì)學(xué)上的術(shù)語,它實(shí)質(zhì)上代表結(jié)尾計(jì)算結(jié)果所具有的獨(dú)立變量(測(cè)量值)數(shù)。測(cè)量次數(shù)(平均數(shù))越多,自由度數(shù)就越高。自由度數(shù)與功率譜控制精度要求、置信水平有關(guān)。一般儀器給出默認(rèn)值,即按回車鍵默認(rèn)值就進(jìn)入。
· 譜的設(shè)置。將試驗(yàn)規(guī)范的譜形輸入控制儀,一般試驗(yàn)功率譜密度曲線由折線組成,輸入前先要了解有幾個(gè)折點(diǎn),每個(gè)折點(diǎn)處的功率譜密度值(PSD 值)和折點(diǎn)的頻率值,起始和結(jié)果折線的斜率(單位是 3dB/倍頻程)。如果規(guī)范給出的值與輸入值要求不同,應(yīng)該換算成要求的值,例如,規(guī)范譜一般起始和終點(diǎn)只給出頻率和斜率,而不給出 PSD 值,有些儀器輸入需要這點(diǎn)的 PSD 值,那么就需要計(jì)算,并按規(guī)范譜將各折點(diǎn)數(shù)據(jù)依次輸入儀器。
· 容差的設(shè)置。隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)的容差由兩部分組成,即譜形的容差和均方根加速度的容差。而設(shè)置的容差又分為報(bào)警限和終止限,試驗(yàn)中控制譜或均方根加速度超過報(bào)警限,儀器報(bào)警但不停止試驗(yàn);超過中止限就要切斷輸出,停止試驗(yàn)。容差的設(shè)置一般應(yīng)按試驗(yàn)條件的要求設(shè)置,可以全頻段只設(shè)一種,也可以分頻段設(shè)置不同值。如果試驗(yàn)條件沒給出容差要求,推薦使用譜容差如下:報(bào)警極限±3dB,中止極限±6dB。均方根容差報(bào)警極限±5dB,中止極限±3dB。
有些儀器還要設(shè)置允許超過譜線的數(shù)目,這就與置信度有關(guān),如果置信度為 90%,那么允許10%超限,即 400 線,可允許 40 條超限。雖然這種說法不是很嚴(yán)格,但一般試驗(yàn)中可以這樣使用。
· 預(yù)試量級(jí)的設(shè)置。隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)首先要在低量級(jí)下均衡,均衡完成后,逐步將量級(jí)升至試驗(yàn)量級(jí)。通常均衡量級(jí)要很低,這樣不會(huì)對(duì)試件造成損傷。但低量級(jí)均衡到高量級(jí)做試驗(yàn)會(huì)出現(xiàn)非線性問題,均衡好的譜還要修正。因此,在什么量級(jí)下進(jìn)行均衡、分幾個(gè)量級(jí)、用多長時(shí)間升到試驗(yàn)量級(jí)都需要設(shè)置。如果試驗(yàn)條件沒給出特殊要求的話,推薦設(shè)五個(gè)預(yù)置量級(jí),即-12dB、-9dB、-6dB、-3dB、0dB,上升時(shí)間以 30~60s 為宜。GB/T 2423 規(guī)定,在正式隨機(jī)試驗(yàn)前,所允許的預(yù)調(diào)激勵(lì)時(shí)間(即建立時(shí)間)如下:
a.小于規(guī)定量級(jí)的25%(-12dB),無時(shí)間限制。
b.在規(guī)定量級(jí)的25%~50%(-12~-6dB),其時(shí)間不大于規(guī)定時(shí)間的1.5倍。
c.在規(guī)定量級(jí)的50%~100%(-6~0dB),其時(shí)間不大于規(guī)定時(shí)間的10%。
上述建立的時(shí)間不應(yīng)從規(guī)定試驗(yàn)中扣除。有些隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)一共才幾十秒的時(shí)間,其預(yù)置量級(jí)上升的時(shí)間不能設(shè)得太長,但太短又恐怕不穩(wěn)定,造成短期過試驗(yàn)。因此,對(duì)于時(shí)間不長的試驗(yàn),特別要注意在-3dB試驗(yàn)量級(jí)上停留時(shí)間不能太長。如果試驗(yàn)時(shí)間很長,如幾個(gè)小時(shí),這些就無關(guān)緊要了。
⑤ 試驗(yàn)系統(tǒng)的導(dǎo)通
試驗(yàn)前,無論是控制系統(tǒng)還是測(cè)量系統(tǒng),都需要導(dǎo)通。所謂導(dǎo)通,就是看系統(tǒng)連接是否有效、是否可靠,一般常用的方法是給試件及振動(dòng)臺(tái)一個(gè)段擊,觀察傳感器、電荷放大器及示波器有無反應(yīng)。試驗(yàn)前的導(dǎo)通工作十分重要,它是進(jìn)行安全試驗(yàn),提高測(cè)量可靠性的有效方法。
3、隨機(jī)振動(dòng)的預(yù)試驗(yàn)
一般大型隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)在試驗(yàn)準(zhǔn)備工作做完后都要進(jìn)行預(yù)試驗(yàn)。其目的是通過小 t 級(jí)的振動(dòng)試驗(yàn)了解系統(tǒng)工作是否正常、試件安裝是否合適,并了解試驗(yàn)的振動(dòng)特性,觀察控制曲線和驅(qū)動(dòng)曲線,估計(jì)正式試驗(yàn)是否會(huì)出現(xiàn)什么問題,想辦法解決出現(xiàn)的各種問題。
① 用試驗(yàn)量級(jí)的1/4(-12dB)進(jìn)行隨機(jī)振動(dòng)的預(yù)試驗(yàn),時(shí)間為60s。記錄全部測(cè)點(diǎn)的影響,畫出控制曲線及驅(qū)動(dòng)曲線,觀察功放的輸出電壓和電流。通過試驗(yàn)了解各系統(tǒng)工作是否正常,控制曲線是否完全滿足容差要求,驅(qū)動(dòng)曲線的動(dòng)態(tài)范圍是否達(dá)到控制儀的極限,功放的輸出電壓和電流是否小于額定值的1/4。研究這些問題是為了估計(jì)滿t級(jí)試驗(yàn)是否有把握,在預(yù)試驗(yàn)中出現(xiàn)的問題必須解決,如果要解決的問題較多,預(yù)試驗(yàn)還可以重復(fù)進(jìn)行,直至滿意為止。
②頻率特性測(cè)量
用正弦振動(dòng)測(cè)量試件的頻率特性,選擇試件上有代表性的若干個(gè)測(cè)點(diǎn),給振動(dòng)臺(tái)面施加一定加速度值(由表 2給出),在整個(gè)試驗(yàn)頻率范圍內(nèi)進(jìn)行掃描試驗(yàn),掃描速率為1倍頻程,記錄各測(cè)點(diǎn)的頻率響應(yīng)曲線。

表2 頻率特性測(cè)量時(shí)附加的正弦掃描量級(jí)

表2 頻率特性測(cè)量時(shí)附加的正弦掃描量級(jí)

③ 試驗(yàn)件的初始檢查
許多試件要求在隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)過程中進(jìn)行測(cè)試。因此,在正式試驗(yàn)前必須對(duì)試件進(jìn)行初始檢查及通電測(cè)試,并記錄初始靜態(tài)數(shù)據(jù),還可以利用預(yù)試過程觀察試件各參數(shù)在預(yù)試驗(yàn)中的變化。
4、正式隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)。
預(yù)試驗(yàn)順利后就可以開始正式試驗(yàn)。正式試驗(yàn)的注意事項(xiàng)和中斷處理與正弦試驗(yàn)基本相同。其中要強(qiáng)調(diào)的是試驗(yàn)由一個(gè)人統(tǒng)一指揮,各崗位分工明確,職責(zé)清楚,試驗(yàn)中出現(xiàn)問題及時(shí)報(bào)告指揮,由指揮處理。每次試驗(yàn)結(jié)束,要檢查一下控制曲線及測(cè)量信號(hào)是否已記錄下來。
一般試驗(yàn)要進(jìn)行x,y,z,3 個(gè)方向的試驗(yàn),三個(gè)方向依次進(jìn)行,但換一個(gè)方向后應(yīng)從預(yù)試驗(yàn)開始。因?yàn)楦鼡Q方向,許多部分都要重新連接,重新安裝。
在每一方向正式試驗(yàn)做完后,在同樣的狀態(tài)下,按預(yù)試驗(yàn)中二項(xiàng)再做一次頻率特性測(cè)量,使用的試驗(yàn)參數(shù)完全相同,記錄下各測(cè)點(diǎn)的頻率響應(yīng)曲線。
5、數(shù)據(jù)處理及編寫試驗(yàn)報(bào)告。

正式試驗(yàn)全部結(jié)束后,試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)可以清理,試件、夾具拆卸后分別送走,測(cè)量系統(tǒng)也要收線,拆下傳感器清洗處理后準(zhǔn)備下一次再用。

來源:可靠性雜壇

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