正弦扫频振动试验方法的初步探讨

　　1 振动试验设备的选择和确定

　　不同型号的振动台,技术条件也不相同,如控制频率范围、容量、峰值位移、速度、加速度及扫描曲线交越点频率处的位移、速度、加速度、幅值所允许的阶越程度。因此在实施试验之前,首先应根据振动台动圈的自身重量,及受试产品和试验用夹具的质量根据F=(m1+m2+,)a计算振动台的推力是否足够大,然后按照公式:A =

　　计算试验频率下限位移幅值是否会超过振动台的极限行程,同时还要核对扫描规定曲线中交越点频率处的位移、速度、加速度幅值是否符合试验用振动台的技术条件,以便合理的选择和确定试验用振动台。

　　由于正弦扫频振动位移幅值较大,受设备技术条件所限,试验时,错误的计算会使振动台产生严重的过冲现象,从而导致试验设备和受试产品的损坏。因此试验前应根据设备的技术条件及产品的试验条件,依据位移、速度、加速度数学关系式认真的计算,对设置的参数、参量也应仔细检查核对。

　　2 正弦扫频振动扫描方式的选择

　　正弦扫频振动现行标准按指数扫描,即振动频率随扫描时间呈指数规律变化。这种扫描,扫描频率是以倍频程带宽相同为特征的,例如:10~20Hz为1个倍频程,则100Hz~200Hz也是一个倍频程,这样在高频端振动频率虽然高,但每个频率点上扫描停留时间则相应被压缩,而低频端的情况恰好相反,因此,单位频率带宽内的振动次数,无论是在高频端还是在低频端其振动次数大致相同,这里要说明的是,在实际应用中,不同的试验条件,计算所得的扫描率也不同,基于这一理由。相应公式如下:

　　（1） 倍频程(octave)的数学表达式如下:[2]

式中:f1 -下限频率;f2 -上限频率 单位Hz;

　　n-倍频程数;

　　R-扫描率;t-时间

　　通常n=1称1倍频程,n=1/10称1/10倍频程, n=10称10倍频程,以此类推。

　　（2） 以对数扫描率B在频带f1、f2内单向扫描一次所发生的总振动次数N为:[3]

　　（3） 一次扫描总的时间为各分频带扫描时间之和。[4]

　　从以上关系式中不难看出,正弦扫频振动试验扫描方式是可以选择的,也就是说,可以按一次扫描方式完成,也可以分段实施。这里要注意的是,正弦扫频振动试验如果把一次扫描方式改为分段实施,那么一次扫描总的时间必须与各分频带扫描时间之和相等,且各分频带扫描率R与其一次扫描方式R值相等,才能确保二者的总振动次数N相等。

　　3 实例计算

　　例1:某一机载电子产品的正弦扫频振动试验条件:

　　频率:5~2000Hz,一次扫描时间为180min其中:5~14Hz ,振幅:2.54mm;14~23Hz,1g;23~74Hz,2g;74~500Hz,5g;500~2000Hz,8g。