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。     

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。     

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。     

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。     

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.     

位移控制电液伺服振动台加速度谱再现研究

本文提出了一种在位移控制单油缸电液伺服振动台上再现加速度目标谱的方法.在原振动台系统PID位移控制的基础上,引入迭代学习控制算法ILC,建立外部离线offline迭代控制系统模型,实现加速度误差计算,并通过加速度频域二次积分方法,完成加速度误差结果与位移参量的转换,用于修正振动台位移控制输入,从而确保位移控制下目标加速度的轨迹再现.仿真实验结果表明,该方法能够在单油缸位移控制电液伺服振动台上再现加速度谱,控制精度符合误差要求.为在单油缸电液伺服振动台上进行振动特性模拟试验提供了可以借鉴的方法,具有一定的工程应用价值.     

液压振动台非线性摩擦力测量与参数辨识

电液伺服振动试验系统低速和换向时的非线性摩擦力测量和补偿是提高运输环境试验和地震模拟试验等控制精度的重要途径。为了定量获取液压振动台的非线性摩擦力,基于Stribeck效应建立了改进的电液伺服振动试验系统非线性摩擦力理论模型,并结合液压振动台的力平衡方程建立了非线性摩擦力待辨识参数的目标函数。提出一种基于位移闭环控制的简便方法对不同速度下的液压振动台油缸压力差进行测量,得到振动台液压缸与活塞杆之间的摩擦力随速度变化的数值规律。采用基于拟随机序列的混合遗传算法对非线性摩擦力理论模型的4个参数进行了辨识。试验结果证明了本研究方法的可行性,为液压振动试验系统加速度波形失真补偿提供了一定参考。     

飞行器虚拟振动试验平台构建

针对用振动台进行飞行器振动环境试验时存在试验周期长、耗费高及易发生过试验或欠试验等问题,采用虚拟现实技术建立了飞行器虚拟振动试验平台.采用系统仿真软件LMS AMESim建立了电振动台正弦振动控制仪模型;通过多学科系统仿真软件LMS Virtual.Lab建立了振动台的多体系统动力学模型,进行了振动台多体动力学模型与电磁作动系统模型的机电联合仿真;实现了振动控制系统、电磁作动系统、振动台与试件机械系统的闭环仿真,构建了飞行器虚拟振动试验平台.利用该虚拟振动试验平台系统进行了盒式试件的正弦振动试验.结果表明,采用机电耦合建模方法构建的虚拟振动试验平台综合考虑了试件、振动台机械系统、控制系统及电气系统的耦合效应,可为飞行器的试前分析和虚拟振动试验提供试验环境.     

曲轴组件动平衡检测系统中振动台设计

振动台是检测曲轴组件动平衡系统中很重要的部件，在此提出了一种振动台设计方法，建立了振动台分析模型，并根据振动理论，推导出了计算振动台固有频率的公式和方法，对研究动平衡及其相关设计具有重要意义。     

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。     

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     

液压振动台小量级振动超差分析及改进

动态特性是考察液压振动台系统的最关键因素，对振动试验结果的准确性影响巨大。针对实际液压振动台系统在试验过程中的小量级振动超差现象，分别从振动台结构特性和液压系统特性两方面进行研究分析和理论计算。在结构特性方面对液压振动台系统整体进行模态试验和分析，在液压系统特性方面提出增大液压系统阻尼的改进方法并进行试验验证。最终确认增大液压系统阻尼的方法可以消除液压振动台小量级振动超差问题，使液压振动台试验系统动态特性进一步得到改善。     

考虑结合面因素的模台振动系统动态特性

为提高混凝土振动密实性与均匀性,着眼于流水生产线中振动台当前振动系统设计,将结合面作为影响因素,用以分析振动子系统间的运动趋势。基于Simulink将振动系统离散为四自由度串联振动系统,建立理论响应模型,分析振动子系统位移响应幅值随面压变化规律,汇总36组振动子系统相邻振幅差率。基于Workbench对模台振动系统进行谐响应分析,理论计算结果与仿真值最大误差为13.3%。基于振动子系统邻近振幅差率值较小,同时混凝土的振幅符合极限幅值的参数选取原则,从中选择3组结合面压力作为工况参数,进行预制构件生产制备,对制品外形几何尺寸进行测量,并进行加载试验,预制构件性能满足行业验收标准,从而为混凝土预制构件生产设置合理工况参数提供了参考。     

线振动台台面对运动直线的垂直度误差测试技术

为了测量线振动台的工作台面对运动直线的垂直度误差,分析了检测系统的各误差源,包括运动直线的三维移动误差、测试工具直角方尺的垂直度误差、寄生转动误差等。推导了测微仪读数与这些误差源以及移动位移之间的关系,并设计了误差测量方法,该方法补偿了直角方尺垂直度误差、振动台的寄生转动误差和径向偏移误差,分离出线振动台台面与运动直线的垂直度误差,提高了测试精度。     

随机振动试验仿真技术研究

在对电动振动台进行刚体建模与物理参数建模的基础上,结合试验件的有限元模型进行随机振动试验仿真技术的研究.基于试验所测的振动台空台频响函数,由振动台数学参数模型辨识出振动台的物理参数,以建立能反映振动台动态特性的刚体与物理参数相结合的模型.然后,采用Craig-Bampton方法建立试验件的振动试验仿真模型,综合随机振动...     

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。     

振动标定试验台的研究设计

利用曲柄滑块机构的原理,设计了机械式振动标定试验台,该振动台可以提供标准的简谐振动,能够实现一定范围的调幅,能通过调节电机的转速控制振动台的频率。本振动台为加速度转换为位移提供重要的试验依据,为振动加速度传感器的标定提供试验平台,为零件的振动能力提供相应的数据参考。     

高频大行程振动台的设计及仿真试验分析

针对机械式振动台振动行程小、频率低的现状,在研究活塞式发动机工作原理的基础上提出一种对称式曲柄滑块振动方案,利用其对称式的特点有效抵消高频振动时的惯性冲击。基于Solid Works环境绘制三维实体模型并建立虚拟样机,对不同频率下的振动台进行仿真试验,计算出3种频率下的加速度失真度,较大提升了机械式振动台的振动行程及上限频率,对最终试验样机有较高的参考价值。     

高速摄像测量系统误差分析与研究

高速摄像测试技术是一项高科技测量技术,目前在抗震试验领域的应用还较少。抗震试验中,作为设备抗震性能评判依据的设备顶部与底部相对位移的测量,目前还没有准确的方法。本文以电动振动台水平台面为实验对象,对其施加定频正弦激励,同时采用基于加速度传感器的接触式测量方法和基于高速摄像技术的非接触式振动测量方法采集水平台面的振动信号,通过数据对比,验证基于高速摄像技术的振动测试方法的可行性。     

高频电液振动台用台面的性能分析及优化设计

振动台台面是连接试件和活塞轴的重要零件,它的性能如何对振动台参数有很大影响.该文应用有限元分析软件对高频电液振动台用台面进行了分析,并对台面结构的改进进行了探讨.