六自由度振动试验系统运动极限

针对六自由度振动试验系统的试验能力问题,对试验系统台面的运动极限情况进行分析.研究的振动试验系统由8个独立的电动振动台和一个台面组成,振动台和台面之间通过静压球形接头进行机械解耦.建立该振动试验系统的几何模型,采用斯图尔特平台分析方法,推导出台面位移和各振动台位移之间的关系.建立了一种优化计算方法,根据振动试验系统的参数计算出台面的极限位移,得到振动试验系统的最大试验能力;也可根据给定的试验条件要求计算出各振动台应具有的试验能力.此工作为此类型振动试验的实施提供了判断依据.     

基于MSC的气动式振动台台面性能研究

气动式振动台是一类重要的可靠性强化试验设备,然而早期气动式振动台振动信号的能量在频域内分布不均匀且低频能量较低,这限制了该类设备在可靠性强化试验中的进一步应用.以气动式振动台的关键部件--振动台面为研究对象,应用大型有限元分析软件MSC建立了气动式振动台的有限元模型,仿真分析了两类具有不同形式工程台面的气动式振动台动力学响应;结合低频能量和均匀性指标,建立了气动式振动台的性能评价准则,客观地评价了两类台面性能的优劣程度,从而形成了一套完整的台面性能仿真研究方法,为下一步进行气动式振动台的性能改善乃至自主研发工作奠定了基础.     

水下振动台动态特性的研究

水下振动台用于模拟军舰装置外壳的振动，其台面上安装有声纳传感器，用于接收来自水下的声纳信号，要求振动台垂直台面方向的振动均匀，因此，为了保证在振动台整个工作频率范围内，驱动台大小设计的合理性以及垂直台面方向振动的均匀性，对台面的动态特性进行分析是非常必要的，从推导振动台台面流固耦合运动方程出发，通过有限元方法，计算了台面在空气中和水下振动的谐响应并得出各自的共振频率，计算结果表明，台面的设计必须充分考虑流固耦合的影响。     

振动试验中非一致基础激励行为的表征与量化

针对振动试验中振动台台面输出并非完全理想的一致基础激励,从而可能导致试验中出现非预期响应行为的问题,通过理论分析、数值模拟和试验验证,采用模态叠加理论,将振动台台面响应分解到模态空间,开展了台面非一致基础激励的表征与量化研究,并结合某典型结构的空台面、轴向及横向随机振动试验数据,从响应功率谱密度曲线和均方根值2个方面进行了台面非一致基础激励的量化。研究结果表明,振动台台面输出的非一致性是不同程度存在的,台面的弹性支撑以及试验结构的对称性等对台面输出的一致性影响较大。     

气动式振动台性能对比仿真研究

气动式振动台是一类重要的可靠性强化试验设备,然而早期的气动式振动台本身存在设计缺陷,这限制了该类设备在可靠性强化试验中的进一步应用,从而使得气动式振动台的改进及研发成为必然。振动台面是整个气动式振动台改进及研发工作中不可忽视的因素,它能直接影响气动式振动台的振动剖面与谱形,进而影响试验效率。本文以振动台面为研究对象,应用大型有限元仿真分析软件MSC建立了具有不同形式工程台面的气动式振动台有限元模型,通过模态试验分析结果验证了有限元分析模型的正确性和建模方法的合理性。在此基础上,仿真分析了不同形式气动式振动台的动力学响应,结合低频能量和均匀性指标,建立了气动式振动台的性能评价准则,客观地评价了各类不同形式台面性能的优劣程度,得到了性能较优的工程台面形式,旨在为气动式振动台的性能改善乃至自主研发工作奠定基础。     

传递函数在气动式振动台动力学响应分析中的应用

针对一类新型可靠性强化振动试验设备——气动式振动台,根据矩形薄板横向弯曲振动理论,建立了气动式振动台的力学模型,采用能量法(Rayleigh-Ritz法)近似计算了振动台面的固有频率和归一化条件下的正则振型,并对数值计算结果进行了实验验证。在此基础上,考虑到实际气动式振动台复杂的激励载荷,即九个不同位置气锤产生的周期性激励信号,通过计算振动台面气锤安装位置(输入)与响应位置(输出)之间的传递函数,进一步研究了振动台面的动力学响应,并通过有限元仿真验证了本文的理论计算结果。研究表明:传递函数法是分析气动式振动台动力学响应的有效方法,且具有较高的计算精度。     

气动式振动台理想激励信号的特性

气动式振动台是一类重要的可靠性振动强化试验设备,目前国内尚未对其关键技术及自主研发展开全面研究。根据薄板振动理论建立气动式振动台的力学模型,采用能量法(Rayleigh-Ritz法)分析和计算振动台面的固有频率和正则振型,将用于机械系统动力学分析的传递函数引入到振动台系统,推导气锤安装位置与振动台面任意响应位置之间的力―加速度传递函数,在此基础上,构建气动式振动台的动力学模型,揭示振动台面受到的激励力信号与其加速度响应信号之间的关系,针对振动台的“理想”加速度响应信号,进一步计算与之对应的“理想”激励力信号,并分析该激励信号的特性,为该类设备的性能改善乃至自主研发提供理论指导。     

振动试验中负载效应、油压缩效应及基础效应的讨论

负载效应及基础效应对振动试验的影响在各种振动台的使用中都存在,但由于台面上的直接承受负荷小、低频下限较高(如电动式振动台、电磁式振动台),或上限频率较低(如机械式振动台),这种影响的量级较小,对试验结果影响不大,常被忽略不计。近十年来,国内由于军工、地震、道路模拟等试验需要,逐步发展起电液式振动台。该类型振动台面上直接承受负荷大,上限频率较高、频率下限又低,故负载效应及基础效应的影响比较突出。特别是利用电液振动台进行扫频振动试验及道路模拟等试验时,忽视这种影响不仅试验结果不可靠,而且容易造成试件的非正常破坏,甚至根本无法进行正常的试验工作.油压缩效应     

电液伺服三向六自由度地震模拟振动台研制

采用4-2-1构型研制的电液伺服六自由度地震模拟振动台,台面尺寸设计为2. 5*2. 5米,承载能力为5吨。采用三参量控制方式开发控制系统和控制软件,实现了振动台的位移、速度、加速度控制。对建成后的地震模拟振动台进行了各项性能指标测试,结果表明该振动台能够实现高精度再现随机波(地震波)的位移、速度和加速度波形功能,各项技术指标都达到甚至超过设计指标。为结构和构件试验研究提供了重要的手段,也为今后的振动台建造提供了借鉴基础。     

校准用低频垂直向振动台的研究

对测振传感器进行相对校准或绝对校准,都要求作校准用的振动标准装置中的振动台能提供波形近于理论上正弦的振动运动。根据有关研究报告分析,由振动台台面加速度波形失真引起的加速度校准误差△d_a=±0.36da,其中da为台面加速度失真以百分数计。考虑到振动标准装置的总校准误差还和许多别的因素有关,因此一般均规定波形失真度的数值不大于整个标准装置的校准精度。例如,校准精度为≤±2％时,在装置中工作的振动台的加速度波形失真应不大于2％。