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振动和冲击环境试验类型

振动和冲击环境试验类型

试验室模拟振动环境用于在设计阶段考核产品、依据标准测试如MIL-STD-810、定位噪声源如异响试验或者促成损伤的应力筛选试验等。DP的SignalCalc动态信号分析仪提供完整的支持所有环境试验的测量能力。主要的环境试验的类型将在下面进行讨论。

SignalStar振动控制器提供无与伦比的振动和冲击的控制能力, SignalForce 电动振动台提供可靠的振动平台。DP是独立的振动试验设备生产厂商。

正弦扫频试验

正弦试验是最早的振动试验,传统的扫频正弦改变频率、相位和幅值。正弦试验通过正弦信号发生器控制频率和幅值测试所有频率范围内的频率,且可以进行测量。

正弦扫频试验在研究结构的共振峰特性时是尤为有效的。除此之外,结构共振点上会激发出很高的响应,使之成为疲劳试验的有效手段。

正弦试验的最重要的特性是使用跟踪滤波器。可以使用固定的或者比例带宽的高品质的数字跟踪滤波器可以确保在存在环境噪声的情况下实现精确地测量和控制。

谐振搜索和驻留

谐振搜索和驻留包含正弦扫频获取评估谐振特征的传递函数,输入参数如频率范围、幅值阈值和最低Q值(尖锐度)用于决定哪些模态会被评估或者测试。

谐振搜索和驻留在很多机械结构的疲劳试验中非常有效。谐振搜索和驻留自动侦测谐振峰的偏移,并调整正弦激励信号来进行跟踪。跟踪驻留在高周期关键部件如涡轮机叶片和汽车曲轴的疲劳试验中是很常见的。更多谐振搜索和驻留试验,请参考涡轮叶片验证试验。 涡轮叶片高循环疲劳试验.

SignalStar谐振搜索和驻留主要集中在结构疲劳试验上。疲劳试验中会自动跟踪谐振峰的偏移来驻留激励,同时可以限制幅值和频率的偏离度来终止试验。

多正弦试验

由德国汽车制造商组成的财团的推动下,已发展为多频率的正弦波的耐久性测试引擎使用多个同步正弦扫频振动测试安装的组件的方法。这个新规范的目的是创建一个统一的方法合格,同时减少测试和开发成本的组成部分。

依据一家知名的德国汽车制造商的要求。多频率正弦试验已经发展为汽车发动机组件可靠性试验中的一个重要方法。这一试验方法的目的是在不影响试验效果的前提下降低试验和开发成本。
多频正弦数据物理SignalStar振动控制器的控制软件,降低正弦波测试的时间,在不牺牲控制精度和性能。

DP的SignalStar多频率正弦控制软件减少了试验时间但并没有牺牲试验控制精度和试验效果。

随机控制

振动试验不断发展,需要如实反映真实世界的试验方法出现了。随机振动试验正是提供随机数据统计置信度,它具备了平均的目标频率内容和试验时间内的幅值效果。通过控制频率和幅值,试验数据可以很好地和真实数据相关。

最初最为运输试验的需求,后来随机振动逐步作为航空和航天的应用。从电子产品应力筛选到原型机试验以及符合军方标准的测试。随机试验将频带内所有谐振峰都同时激发出来,由于随机数据的统计本质,它非常适合振动验证试验。

DP在随机振动控制上有着深厚的历史,包含了里程碑性质的连续卷积算法。因此DP的SignalStar控制器利用极具优势的算法实现快速、精确、稳定的闭环随机控制。

混合模式控制(正弦加随机加随机)

混合模式试验往往应用于模拟宽带振动上叠加窄带或者周期性的振动环境。

周期性能量通过正弦的形式或者窄带随机来模拟。比如直升机的振动就是典型的正弦加随机(SOR)信号,这里气流扰动造成宽带随机而旋翼引起正弦振动。正弦加随机也常常用于汽车测试中的发动机振动试验。

履带式车辆的振动是典型的随机加随机(ROR)信号,这里履带的窄带随机叠加在道路宽带随机上。对于正弦加随机和随机加随机,这些叠加分量都可以固定或者扫频。

SignalStar也可以对窄带分量进行快速的关/开操作以模拟军用的炮击试验。

冲击和瞬态试验

在振动台上进行经典冲击测试可代替跌落测试,其优势在于更好的精度和重复性。但是,利用振动台完成冲击测试会受动圈位移和振动台/功放的额定功率的限制。

冲击和短时瞬态事件可以通过同样的实时主动控制完成。瞬态控制包含了导入信号和复现测量的短时信号过程。

SignalStar经典冲击算法经过不断发展,通过先进的补偿算法,对脉冲进行补偿,这样充分利用电动振动台和液压振动台的最大位移来有效地实现冲击试验的动态特性。

冲击响应谱试验

冲击响应谱控制技术通常用来模拟复杂振动环境如地震和爆炸冲击。

冲激响应谱是描述瞬态波形对结构的潜在损伤程度。试验参考谱即为冲击响应谱,SRS控制合成出时域信号其代表参考响应谱。合成而成的时域波形由用户指定的阻尼正弦或者半正弦组成。一旦合成出的时域信号和用户设定的目标谱之间的误差小于设定值,合成的循环过程就停止下来。
SignalStar振动控制器提供先进的合成和冲击响应谱控制能力,从而追踪最恶劣的破坏程度。

时域模拟

波形复现可以在实验室中复现长时间的现场试验数据。它可以是随机或者正弦振动波形。比如使用路面或者飞行记录的试验数据-可以模拟最现实的振动环境,可以确保高品质的试验结果。

波形复现在用于验证试验或者设计试验的确存在着一些缺点。首先,波形复现只会产生给定的数据的振动,而缺乏随机数据的统计变化。它可以认为随机数据是个真实世界的多种情况的更好的代表。通常,随机试验可以比波形复现需要更少的时间。

传统的波形时域复现使用迭代技术来形成驱动文件,通过相对开环或者缓变控制实现。而现如今的高端控制器,比如SignalStar控制器具备了实时控制功能。

SignalStar时域复现提供了从现场采集振动数据到在单个或者多个振动台上实现振动控制的所有功能。


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