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振动冲击台

/vibration and shock generating system/
条目作者蔡晨光

蔡晨光

最后更新 2022-01-20
浏览 156
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用于发生可控的和可再现的机械振动冲击的设备。模拟产品在制造、组装、运输、计量、使用过程中所遭遇的各种力学环境。

英文名称
vibration and shock generating system
所属学科
仪器科学与技术

第二次世界大战期间,很多飞机、舰艇、车辆等设备零部件失效的比例非常高。经研究发现,大多是由于结构无法承受疲劳共振所造成的,力学环境试验才受到各界重视,投入了大量经费和人力去研究。

现代制造业中,为了保障零部件和整机的可靠性,小到芯片、大到飞机都要进行振动冲击试验,以验证其力学环境可靠性,振动冲击台的应用也更加广泛。

早期用于计量目的的振动冲击台都来源于力学环境试验台。随着振动冲击计量技术的发展,测量不确定度越来越低,对标准振动冲击发生装置的要求也越来越高,出现了空气轴承振动冲击台等计量专用的标准振动冲击发生装置。

按照工作原理,主流振动冲击台大致可以分为5类。

包括直接驱动式机械振动冲击台、落体式机械冲击台和动反式机械振动台等。直接驱动式机械振动冲击台利用偏心轮或凸轮驱动连杆在台体基础和工作台面之间产生相对位移,实现机械振动或冲击的发生;落体式冲击台是利用工作台面在重力作用下跌落撞击底部的砧头形成机械冲击运动;动反式机械振动台利用质心偏离转轴旋转中心的质量块所产生的不平衡量驱动工作台面振动。

将泵中的高压液体的功率转换为振动冲击台面往复运动的设备。可以相对容易地实现大推力和大行程,其发生的推力和运动速度决定系统的功率容量。液压振动冲击台的重量相对于可达到的推力较小,因此必须与坚固的地面刚性连接或有大质量基础,减少传递到周围环境的振动。

一个完整的电动式振动冲击台系统包括台体、功率放大器、控制器等装置。在功率放大器的驱动下,由台体动圈中的电流和励磁系统产生的磁场相互作用所产生的洛伦兹力推动工作台面运动,实现正弦、随机、半正弦、后峰锯齿、梯形等各种形式的机械振动冲击运动。

利用高压气体驱动产生振动冲击运动的设备。例如,高加速寿命试验台同时控制多个空气锤激发工作台面的随机振动。空气炮是典型的气动式冲击台,既可单独实现机械冲击的发生,也可以激励霍普金森杆实现高峰值冲击信号的发生。

利用压电材料的逆压电效应发生机械运动的振动冲击设备。由于机械结构简单,其共振频率较高,可用上限频率较高。

随着高端装备复杂力学环境试验的需要和多轴振动控制技术的发展,振动台正在向多轴向、智能化方向发展,三轴向、六自由度振动台将会越来越广泛地应用于各种振动试验领域。

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