寻找供应商
广告
首页 > 汽车测试技术 > 正文

振动试验入门-振动试验装置基础知识4

2024-08-05 09:36:44·  来源：振动试验学习笔记  
　

随机试验


1 随机试验的目的

   

正弦试验比较传统，相对来说比较简单容易理解，随机试验就比较复杂且难理解。实际现场产品受到的振动基本上都是随机波或者冲击波，所以随机振动试验更接近产品受到的真实振动状况。

  

 由于以前技术上的问题，只好来正弦试验来进行代替，实际加振的并不是现场受到的真实振动。后来技术的发展，随机试验变为可能，但随机振动控制仪的价格太过昂贵，仅在防卫、航天航空方面得到应用。最近，数字技术的发展，随机振动控制仪的价格相对下降，使更接近真实振动状况的随机试验或冲击试验得到普及。


2 随机波和正弦波的比较

   

一般试验体构造上由含有各种各样共振模式（各种频率不同地方的共振）的零部件构成，正弦波加振只能激励起试验体的共振频率或共振频率整数倍的频率。而随机波本身就含有各种频率成分，能同时刻激励起试验体上全部的共振成分，更接近实际现场的振动环境。


图片

  

 以试验体汽车音响为例，正弦波加振只能激励起音响整体的共振频率，但随机波加振，可以同时激励起所有组合部件的共振。


   另外，通过正弦波和随机波在时间轴上的波形，可以看到振幅分布密度（各个振幅出现的概率密度，随机波符合高斯分布）曲线。

图片

上图中，正弦波在最大加速度（加振力最大处）处出现的机会最多，随机波在零值处（加速度为零处）出现的机会最多，换句话来说，正弦波试验其实比真实的现场振动（随机波或冲击波）来得苛刻（过试验）。一般随机试验，振动量级用加速度有效值（rms值）来衡量表示。

图片


3 功率谱密度（PSD）

  

 随机振动试验条件通过功率谱密度（PSD）来表示，1Hz宽度对应能量的平均值，单位[（m/s2）2/Hz],或者使用[m2/s3]、[g2/Hz]。加速度的有效值如下图所示，斜线面积开根号计算。

图片

图片

上图求加速度有效值的话，需要计算PSD曲线所围的面积，由于是在对数坐标下的曲线，在直线坐标下这些直线或斜线都是指数曲线，计算起来比较复杂，具体计算可参考以前的文章《浅谈随机振动》中的介绍，此处不再赘述。通常计算加速度有效值，建议使用随机振动控制软件，既简单又快速。


4 随机振动试验的加振力

  

 随机试验所需加振力的计算和正弦振动试验的计算相似，即

图片


试验实施时，使用3项计算出来的加速度rms值计算加振力。但是需要注意的是，随机加振力受试验条件PSD、试验体质量和形状等的影响，一般需要满足下面的条件。


图片

5 高斯分布（正态分布）

   

随机振动的振幅（位移、速度、加速度）概率密度满足高斯分布，大振幅振动发生的概率很低，但不代表不发生，发生的话就会超过振动试验机的额定式样值。为了防止这种现象发生，就需要使用削波系数（δ=3）来加以控制，即最大振幅控制在rms值的三倍以下，但也只能控制99.73%的振幅，但可以认为试验没有问题。

图片


冲击试验


1 冲击试验的目的

 

  如前所述，实际环境下的振动大部分是随机波及冲击波。冲击波也和随机波一样，含有很宽的频率成份，可以同时激励试验体的共振成份。随机波情况下，振动波形符合高斯分布，接近真实环境。冲击波形的话，短时间内加振特殊波形，能够再现试验体的特殊问题故障。例如，搬送物品中的冲击、爆破冲击等。


2 典型冲击波形

  

 一般的冲击波形有半正弦波、锯齿波、三角波、矩形波等，下面就半正弦波进行说明。目标波形如下图，按照规格标准（IEC、GB、MIL等）允许容差也不同，试验实施时，响应波形在容差范围内即可，必要的时候（试验体较大等情况），只考虑波形在上升沿容差内也可以认为没有问题。

图片


3 实测波形再现

   

典型冲击波形不能再现实际现场故障的情况下，可以通过加振实测波形来进行振动冲击试验。对实测波形进行规格化处理相对来说比较难，无法规定波形高度和宽度，但可以明确波形，属于特殊处理方式，具体如何评价还需要特例分析。

图片


ROR/SOR试验

ROR：random on random，是宽带随机波形和窄带随机波形的叠加。

SOR：sine on random，是宽带随机波形和正弦波形的叠加。

   

这些试验主要适用于安装在引擎等回转体附近的试验体振动试验，回转体较近的用SOR，离回转体比较远的用ROR。

图片

【例】


ROR

宽带随机波形上有数个窄带随机波，窄带随机波可以扫频实现。


SOR

宽带随机波形上数个正弦波，正弦波也可以扫频实现。

图片

小结：

  

 到此为止，振动试验装置基础知识基本上说明完毕，入门级的知识，很多内容都是泛泛而谈，主要目的是使入门者有个大致的理解。下一章将对加振机导入内容以及做试验中一些注意事项进行说明。

分享到：
 
反对 0 举报 0 收藏 0 评论 0
  • 汽车测试网V课堂

    汽车测试网V课堂

  • 微信公众号

    微信公众号

  • 汽车测试网手机站

    汽车测试网手机站

• 新型BREZZA和FRONX的空气动力学发展 • 一文讲清中、欧、美对智能远光控制IHBC的法规要求
• 理工雷科：电磁环境建模技术在智能网联汽车仿真测试中的应 • 测试基础｜汽车软件测试术语解释
• 带载温度循环耐久（PTCE）的深度解读 • 400公里/时，超级跑车选用imc验证车辆行驶安全
• 关于汽车电子电磁兼容系列标准大盘点 • 一些关于实现整车级SOA软件架构的建议
• 近距离横向行驶道路车辆的气动阻力 • 一文讲清欧美日澳对倒车影像的法规要求
0 条相关评论
  • 广告
  • 广告

编辑推荐

最新资讯

  • 广告
  • 广告
沪ICP备11026917号-25