淺談各類振動(dòng)試驗(yàn)技術(shù)的介紹

機(jī)械式振動(dòng)臺(tái)可分為不平衡重塊式和凸輪式兩類。不平衡重塊式是以不平衡重塊旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的離心力來激振振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面，激振力與不平衡力矩和轉(zhuǎn)速的平方成正比。這種振動(dòng)臺(tái)可以產(chǎn)生正弦振動(dòng)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，但只能在約5Hz～100Hz的頻率范圍工作，位移為6mm峰-峰值，加速度約10g，不能進(jìn)行隨機(jī)振動(dòng)。

凸輪式振動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)部分的位移取決于凸輪的偏心量和曲軸的臂長(zhǎng)，激振力隨運(yùn)動(dòng)部分的質(zhì)量而變化。這種振動(dòng)臺(tái)在低頻域內(nèi)，激振力大時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)很大的位移，如100mm。但這種振動(dòng)臺(tái)工作頻率限于低頻，上限頻率為20Hz左右。加速度為3g左右，加速度波形失真很大，該振動(dòng)臺(tái)的特點(diǎn)是數(shù)據(jù)，但價(jià)格昂貴，一般在二十多萬，而且場(chǎng)地要求非常嚴(yán)格。

電液式振動(dòng)臺(tái)的工作方式是用小的電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)驅(qū)動(dòng)可控制的伺服閥，通過油壓使傳動(dòng)裝置產(chǎn)生振動(dòng)。這種振動(dòng)臺(tái)能產(chǎn)生很大的激振力和位移，如激振力可高達(dá)104kN，位移可達(dá)2.5m，而且在很低的頻率下可得到很大的激振力。大激振力的液壓臺(tái)比相同推力的電動(dòng)式振動(dòng)臺(tái)價(jià)格便宜。電液臺(tái)的局限性在于其高頻性能較差，上限工作頻率低，波形失真較大。雖然可以做隨機(jī)振動(dòng)，但隨機(jī)振動(dòng)激振力的rms額定值只能為正弦額定值的1/3以下。這種振動(dòng)臺(tái)因其大推力、大位移可以彌補(bǔ)電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)的不足，在未來的振動(dòng)試驗(yàn)中仍將發(fā)揮作用，尤其是在船舶和汽車行業(yè)會(huì)有市場(chǎng)。

電動(dòng)式振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)是目前使用較廣泛的一種振動(dòng)設(shè)備。它的頻率范圍寬，小型振動(dòng)臺(tái)頻率范圍為0～5000Hz，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)或手動(dòng)控制;加速度波形良好，適合產(chǎn)生隨機(jī)波;可得到很大的加速度。振動(dòng)臺(tái)驅(qū)動(dòng)線圈電流的產(chǎn)生方式有直接式和感應(yīng)式。直接式就是將放大器輸出的電流直接加到驅(qū)動(dòng)線圈上，這種方式是振動(dòng)臺(tái)的主流。感應(yīng)式是將交變電流通入一固定線圈，然后通過感應(yīng)方式在驅(qū)動(dòng)線圈產(chǎn)生電流。感應(yīng)式振動(dòng)臺(tái)的驅(qū)動(dòng)線圈不需要引出電纜，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但這種振動(dòng)臺(tái)效率相對(duì)較低。國(guó)外公司的一些振動(dòng)臺(tái)采用了這種結(jié)構(gòu)。振動(dòng)系列產(chǎn)品采用的是直接式，由于很好地解決了驅(qū)動(dòng)線圈引出電纜問題，其產(chǎn)品更實(shí)用。

振動(dòng)臺(tái)的磁場(chǎng)產(chǎn)生方式可分為永磁型和勵(lì)磁型。永磁型的恒定磁場(chǎng)是由磁鋼產(chǎn)生的，由于大體積的磁鋼制作較困難，目前這種結(jié)構(gòu)只適用于小型振動(dòng)臺(tái)。勵(lì)磁型振動(dòng)臺(tái)又可分為單勵(lì)磁和雙勵(lì)磁。單勵(lì)磁只有一組勵(lì)磁線圈，形成一個(gè)磁場(chǎng)回路，這種結(jié)構(gòu)勵(lì)磁效率低、耗電量大、漏磁很大，需要用消磁線圈來保證工作臺(tái)面有一個(gè)低的磁場(chǎng)。雙勵(lì)磁由兩套勵(lì)磁繞組產(chǎn)生磁場(chǎng)，分別置于工作磁隙的上下兩側(cè)，在工作磁隙的磁場(chǎng)互相疊加，而在工作臺(tái)面上的磁場(chǎng)互相抵消，所以工作臺(tái)面上的磁場(chǎng)就很小。同時(shí)由于雙勵(lì)磁磁路縮短，磁阻減小，勵(lì)磁效率比單勵(lì)磁有明顯提高。