正弦振动试验中物理计算

　　前　言

　　电磁式振动台是一种精密的振动试验系统。每台系统都有最大动作特性。从事振动试验的技术人员,在做动态试验以前,必须根据试验参数和试件质量,作认真的数据计算和分析,以便安全有效地做好振动试验。为了便于论述,本文引用了我国苏州试验仪器厂研制的D-1000-5振动台和KZS-1数字式振动控制系统中的一些参数和技术指标。例如图1所示,是我国苏州试验仪器厂生产的D-1000-5电磁振动台系统的最大动作特性曲线。下面的“最大值求法”就是针对以上问题做出的技术性数据处理。

　　另外,我们在实际工作中,常常遇到这样的问题,试验参量常常以隐含形式给出。如,已知2g定加速度与8mm定位移交越时的频率是多少?这样就必须求出交越频率点。这样便把物理问题归结为数学问题加以解决。作者以C语言写出计算程序,供大家简便而快捷地进行数据分析。

　　1　关于隐含参量的计算

　　在正弦定振振动试验曲线的设置过程中,共涉及到四个物理参量:加速度(A)、速度(V)、位移(D)、频率(f)。这四个参量只要给出其中两个参量,便可求出另外两个。下面将详细论述其物理意义、力学公式及C语言算法程序。

　　1.1　物理意义及力学公式

　　1.1.1　当试验条件给出位移幅值与速度幅值交越时,交越频率和交越点处的加速度幅值为:

　　式中:f为交越点的频率(Hz)

　　D为交越点的位移幅值(mm)

　　V为交越点的速度幅值(mm/s)

　　A为交越点的加速度幅值(mm/s²)

　　1.1.2　当试验条件给出速度幅值与加速度幅值交越时,交越点频率和位移幅值为:

　　式中:f为交越点的频率(Hz)

　　D为交越点的位移幅值(mm)

　　V为交越点的速度幅值(mm/s)

　　A为交越点的加速度幅值(mm/s²)

　　1.1.3　当试验条件给出位移幅值和加速度幅值交越时,交越点频率和该点处的速度幅值为:

　　式中:f为交越点的频率(Hz)

　　D为交越点的位移幅值(mm)

　　V为交越点的速度幅值(mm/s)

　　A为交越点的加速度幅值(mm/s²)

　　C语言计算程序如下:

　　说明:A、V、D三个参量,已知两个量赋值,另外一个量赋0,即可得出(1)~(6)式交越点处的频率和交越点的另外一个隐含量。

　　1.2　物理意义及力学公式

　　1.2.1　当试验条件给出交越频率与该点处的加速度幅值时,交越点处的速度幅值和位移幅值为: