随机振动试验允差范围
发布时间:2024-11-19
对于温度试验有允许的偏差范围,对于振动试验,也是有相应的允许偏差范围。对于一些大型试件,一般是不允许有较长时间超差的,尤其是过试验。因此希望控制系统有很好的实时性,一旦因某种原因出现超差,控制系统能“及时”进行纠正。另一方面,在施加振动量级时,总是从低量级向高量级逐渐过渡,而由于试验系统及产品的非线性传递,在从低量级向高量级的逐渐过渡中,控制系统必须不断地进行快速“均衡”,努力做到在这个过渡过程中各个量级的功率谱均被控制在允差范围之内。另外,有一些随机振动试验总的试验时间很短,因此要求从起振到进入规定量级容差范围的过渡时间尽可能短,这也要求随机振动控制系统能具有快速“均衡”的能力。
实际上系统的循环时间是很难实测的一个指标,因为该时间受频带宽度、谱线数、平均方式、控制通道等因素的影响,往往由生产厂家根据其硬件的配置状况估算出一个时间。一般可以通过另一个衡量实时性的指标参数—-“均衡时间”来测试和比较不同系统实时性的能力。由于均衡时间是指从试验开始直至控制点的测量谱进入规定容差范围内所需要的时间,而这个时间除与回路时间有关外还受参考谱形、随机信号方式等因素的影响,故这种比较必须具备相同的条件。
一、振动试验的允差
在规定方向上基准点的含仪器误差和随机误差的规定加速度谱密度示值在如图1所示f和f之间的士3 dB容差范围内。
在f1和f2内,计算或测量得到的加速度均方根值不应偏离规定加速度谱密度的均方根值的10%以上。此值适用于基准点和虚拟基准点。
在某些频率上或对于尺寸大或质心高的试验样品,达到这些值可能是困难的。在这些情况下,有关规范应规定较宽的容差。
初始和最终斜率应分别不低于十6 dB/oct和不高于-24 dB/oct。
基准点的瞬时加速度值应近似呈正态(高斯)分布。若有明确要求,在系统常规标定时应进行检定。驱动信号削波系数至少应为2.5。检测基准点的加速度波形的峰值因子,确保该信号包含规定r.m.s.值至少3倍的峰值,除非有关规范另有规定。如果采用虚拟基准点控制,要求的峰值因子适用于所有形成加速度谱密度控制的检查点。在开始、中间和结束试验时计算基准点的概率密度函数应各持续2min。有关规范应规定正态分布的容差。
二、振动试验的控制
随着科学技术的发展,对振动试验要求越来越高,为了满足不同的要求,对振动试验有不同的控制方式。
1、单点控制与多点控制。振动控制仪是通过振动台上加速度计的反馈信号来调整给功率放大器的输人以达到控制的目的,按照控制点的数量可以分为单点控制和多点控制。
1)单点控制。当振动台台面较小,试件也比较小时,一般都采用单点控制,即只安装一个控制加速度计,控制仪根据该加速度计反馈信号与参照信号比较、调整输出达到控制振动台台面的目的。严格地讲,台面上各点的振动不会完全一样,由于台面小,试件小,误差不会太大。因此,单点控制就可以满足试验要求。
2)多点控制。当振动台台面尺寸较大或者试件尺寸较大使振动台面各点加速度差别较大时,试件与夹具、夹具与振动台面之间不同螺栓连接点差别也较大。为了解决这一问题,一般采用多点平均控制。通常在螺栓连接处附近布置四个、六个或八个控制点。多点控制可以采用平均控制、最大控制和最小控制。对正弦振动试验而言,控制仪从多个控制点取得反馈信号,然后对这些信号进行选择(选最大或最小)或者平均作为最终反馈信号,对振动台进行控制。所以多点控制实质上是人工或自动方法处理各控制点上的信号而建立起来的一个假设点,用做真正的控制点。对随机振动而言,是先把多个控制点的反馈信号作频城转换,对各控制谱的谱线进行选择(选取最大或最小),或者平均之后再与参考谱相比较进行修正,然后转换成时域信号控制振动台。多点控制采用最大、最小和平均方式对试验件的效果是不同的。取最小值控制时。振动量级最大(在同一试验条件下):取平均控制时,振动量级次之;取最大控制时振动量级最小。这就给试验条件制定者有更多的选择余地。多点控制已是当前大型试件试验经常采用的控制方法之一。
三、振动试验夹具
对于复杂不规则大型的受试样机,设计合理的振动试验夹具是非常重要的一步。不合理的夹具可能导致振动量级无限放大,这也是我们为何要设计合理的夹具,并且要对振动试验夹具进行有效的验证。等验证之后再进行实际的振动试验。比较常见的夹具材质选择有铝镁合金、槽钢等,对于振动试验夹具的形状,其实是没有什么特别的要求,平板型、正方体、插槽、L型的夹具均可。
最后,在实际的振动试验过程中,通常采用多点控制的方式进行振动试验,若发生偏差,可以适当进行修正,受试样机上也进行实时监测,看受试样机实际接收到的振动信号是否在允许的偏差范围之内,不造成过试验或欠试验。
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