振动试验入门 其他相关事项11 交越点和交越频率的概念
在进行正弦振动试验的时候,经常会碰到交越点和交越频率的概念,下面就来谈谈这两个概念。
交越点是正弦振动试验曲线上的转折点,该点对应的频率即交越频率,振动特征量由一种关系变为另一种关系时的频率,如试验的振幅或均方根值(rms)由恒定位移-频率关系变为恒定加速度-频率关系的频率,是由产品的使用环境和振动台的能力等综合因素决定的。目前对正弦振动试验条件可以有一个交越点,也可以有一个以上的交越点,当然也可以没有交越点,如以下几个试验条件。
试验条件1(无交越点):频率范围10-200Hz,加速度1g,扫频速度1oct/min,往返1次。
整个试验条件中只有一个恒定的加速度量和频率的关系,没有其他特征量(位移or速度)和频率的关系变化。
试验条件2(1个交越点):频率范围5-200Hz,加速度1g/位移5mmp-p,扫频速度1oct/min,往返1次。
对只有一个交越点的试验,通常是交越点以下频率是定位移,因为低频时位移幅值很大加速度很小(而且还收本底噪声的影响),对产品影响的主要是位移量。交越点以上频率是定加速度,因为交越点以上位移量很小,加速度幅值很大,根据加速度正比于作用力,此时,对产品影响的主要是加速度量。
上图中交越频率的计算可按照其定义,通过以下公式得到。上图中,在交越点处,同时满足位移量5mmp-p(全位移量)和加速度1g,换算单位可以得到交越频率为9.97Hz。对于交越频率,有的试验条件标准在给出试验等级的同时,直接给出交越频率;有的试验条件标准给出位移量和加速度幅值,需要通过此方法自行计算交越频率,敬请注意。
试验条件3(两个交越频率):频率范围5-2000Hz,位移30mmp-p/速度1m/s/加速度300m/s2,扫频速度1oct/min,单程1次。
对于多个交越点的试验条件,可以是定位移-定加速度-定位移等,也可以是定位移-定速度-定加速度等。同样也可以通过上述公式求出交越频率1为10.61Hz,交越频率2为47.75Hz,请读者自行计算。
对于交越频率需要注意的事项是有些试验条件的交越频率比较高,必须要注意所选的振动台式样是否满足,否则要尽量避免使用,以免损坏振动试验机系统。比如电子及电气元件试验方法美军标和国军标中的高频试验条件H为10-2000Hz,半位移0.75mm0-p/加速度80g,其交越频率为162Hz,并不是所有的试验台都满足此试验条件的。
还有,电动振动台的最大正弦能力特性曲线图其实也就是交越点的计算,如下图和下面的文章。
振动台最大工作特性曲线说明
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