使用振動台（tái）做正弦和隨機試驗如何計算推力？

企業使（shǐ）用（yòng）振動（dòng）台做振動試驗，一般情況使用比較多的普遍是正弦振（zhèn）動試（shì）驗和隨機振動試（shì）驗，那它的原理和推力計（jì）算是怎麽樣（yàng）的呢，下麵由劍喬儀器小編為（wéi）大家講解下，有什麽不懂的歡迎隨時聯（lián）係糖心短视频VLOG柠檬猫！
振動試驗，是指評定產品在（zài）預期的使用（yòng）環境（jìng）中抗振能力，對受振動的實物或模型進行的試驗，振動試驗原理示意圖如下圖所示。

根據施（shī）加的振動載荷的類型，把振動試驗分為正弦振動試驗和隨（suí）機振動試驗（yàn）兩（liǎng）種。本（běn）文主（zhǔ）要對正弦掃頻（pín）和隨機振動試驗常用公式進行推導（dǎo）。
 

 

一 正弦掃（sǎo）頻試驗

1. 振動台推力計算

式（shì）中，F 為推（tuī）力 (N)；m0 為（wéi）振動台運動部分有（yǒu）效質量 (kg)；m1 為輔助台麵質量 (kg)；m2 為試件（包括夾具、安裝螺釘）質量 (kg)；A 為試驗加速度 (m/s²)。

 

2. 加（jiā）速度 (A)、速度（dù） (V)、位移 (D)，三個振動參數的互換運算公式

式中，A 為試驗加速度 (m/s²)；V 為試驗速度 (m/s)；ω=2πf（角速度），f 為試驗頻率 (Hz)。

式中，V 和ω 與上式同義（yì），D 為位移 (mm0-p) 單峰值。

式中，A、D 與以上同義，該公式亦可簡化為：

式中，，A 的單位為g，1g=9.8m/s²。所以

這時A 的單位為m/s²。

 

3. 定振（zhèn）級（jí）掃頻試驗平滑（huá）交越點頻（pín）率的計算公式

 

加速度與速度平滑交越點頻率的計算公式：

式中（zhōng），fA-V 為加速度與速度平滑交越點頻率 (Hz)。（A 和V 與前（qián）麵同義）

 

速度與位（wèi）移平滑交越（yuè）點（diǎn）頻率的計算公式：

式中，fV-D  為加速度與速度平滑交越點頻率 (Hz)。（V 和D 與前麵同義）。

 

加速度與位移平滑交越點頻率的計算（suàn）公（gōng）式：

式中，fA-D 為加速度與位移平滑交越點頻率 (Hz)，A 的單位（wèi）是m/s²。

 

4. 掃描時間和掃描速率（lǜ）的計算公（gōng）式

 

線性掃描比較簡單（dān）

式中，S1 為掃描時間 (s 或 min)；fH-fL 為掃描寬帶，其中fH 為上限頻率，fL  為下限（xiàn）頻率 (Hz)；V1 為掃描速率 (Hz/min 或 Hz/s)。

 

對數掃頻，倍頻程（chéng）的計算公式如下所示（shì）：

式（shì）中（zhōng），n 為倍頻程 (oct)；fH 為（wéi）上限頻率 (Hz)；fL 為下限（xiàn）頻率 (Hz)。

 

掃描速率計算公式

式中，R 為掃描速率 (oct/min 或 oct/s)；fH 為上限頻率 (Hz)，fL 為下限頻率 (Hz)；T 為掃描時間。

 

掃描時間計算公式

式中，T 為掃描時間 (min 或 s)；n 為（wéi）倍頻程 (oct)；R 為掃描速率 (oct/min 或 oct/s)。

 

二 隨（suí）機振動試驗

1. 頻率分辨率計算公式

 

式中，△f 為頻率分（fèn）辨力 (Hz)；fmax 為最高控製頻率；N 為譜線數（線數）；fmax是△f 的整倍數。

 

2. 隨機振動加速度總均（jun1）方根（gēn）值的計（jì）算

功率譜密（mì）度曲線圖

 

平直譜計算公式

升譜計算公式

降譜計算公式

式中，m=N/3，N 為譜線的斜率 (dB/octive)。加速度總均方根值：

利用升（shēng）譜公式計算得：

利用平直譜公式計算得：

利用降譜（pǔ）公（gōng）式計算得：

利（lì）用加速度總均方（fāng）根值公式（shì）計算得：

 

3. 利用曲線圍（wéi）成麵積，計算加速（sù）度總均方根值

功率譜密度曲線圖

 

為了簡（jiǎn）便起見，往往將功率譜密（mì）度（dù）曲線圖劃分成（chéng）若幹矩形（xíng）和三角形，並利用上升斜率（如3dB/oct）和下降斜率（lǜ）（如（rú）-6dB/oct）分（fèn）別算出wa 和w2，然後求各個幾何形狀的（de）麵積與麵積和，再開方求出加速度總均方根值。

注意：這（zhè）種計算方（fāng）法的結果往往比用升降譜計算結果要大，作為大（dà）概估算可用，但要精確計算就不能用。

舉例：

設w=wb+w1=0.2g²/Hz，fa=10Hz，fb=20Hz，f1=1000Hz，f2=2000Hz，由於fa 的wa 升至fb 的wb 處，斜率是3dB/oct，而wb=0.2g²/Hz，所以wa=0.1g²/Hz。

 

又由於（yú）f1 的w1 降至f2 的w2 處,斜率是-6dB/oct，而w1=0.2g²/Hz。所以w2=0.05g²/Hz，將功率譜密度曲線劃分成三個長方（fāng）形 (A1、A2、A3) 和兩個（gè）三角形 (A4、A5)，再（zài）分別求（qiú）出各幾何形的麵積，則

加速度總均方根值

 

4. 求加（jiā）速度功率譜密度斜率 (dB/oct) 公式

式中：，wH 為頻率fH 處（chù）的加速度功（gōng）率（lǜ）譜密度值 (g²/Hz)，wL 為頻（pín）率fL 處的（de）加速度功率譜密度（dù）值(g²/Hz)。