您当前的位置:检测资讯 > 实验管理

随机振动试验的17个必备常识

嘉峪检测网        2025-08-20 10:53

现实生活中,产品所面临的振动往往不是单一频率,而是包含大量不同频率、不同幅度的随机振动叠加,随机振动试验就是模拟这种复杂工作场景 。涵盖多个频率成分同时振动,更贴近如汽车行驶在颠簸路面、飞机飞行时的实际振动环境,能考核产品在复杂随机激励下的疲劳寿命和可靠性。它依据概率统计理论,用功率谱密度(PSD) 描述振动能量在不同频率段的分布(单位是 g²/Hz ),若知道频率范围可以和均方根加速度换算计算。PSD 曲线就像一张 “能量地图”,告诉你哪个频率段振动能量多、冲击力猛,哪个频段相对 “温柔” 。因为振动的频率、幅度、相位都在随机变化,没有固定套路,所以能更真实还原产品实际使用时的复杂工况。暴露正弦试验发现不了的隐患。

 

随机振动试验的17个必备常识

 

1、固定点

试验样品与夹具或振动台接触的部分,在使用中通常是固定试验样品的地方。

2、单点控制

采集来自基准点上传感器的信号,使得该信号保持在规定的振动量级上实现的控制方法。

 

3、多点控制

采用来自各个检查点上传感器信号进行控制的方法。

 

4、测量点

试验中采集数据的某些特定的点。

 

5、检查点

位于夹具、振动台面或试验样品上的点,尽可能靠近试验样品的固定点,而且在任何情况下都需要和固定点刚性连接。

 

6、优先试方向

按实际情况选择相应于试验样品最薄弱的3个正交方向,如横向X,纵向Y,垂直方向Z。

 

7、-3dB带宽

在频率响应函数中对应于单一共振峰值最大响应0.707倍的两点之间的频率宽度。

 

8、峰值因子

峰值和时间历程的均方根值之比。

 

9、均方根植

在f1与f2区间内单值函数的所有频率的均方根值,是在该区间内的函数值的平方的平均值的平方根植。

 

10、频率范围

是指随机信号的有效频率成份的带宽。

 

11、加速度谱密度(或称功率谱密度)

表示随机信号的各个频率分量所包含的功率(或称能量)在频域上是怎样分布的,通常用PSD来表示,单位为g2/Hz。它在频域上分布的曲线图称为谱图(简称谱)。横坐标为频率,纵坐标为功率谱密度g2/Hz(称功率谱)。

 

12、参考谱

试验用的输入的规范标准谱图,称参考谱。指从现场环境中实地采集的随机信号经过数字处理后,提供给试验室真实再现现场振动环境的试验规范标准图谱。

 

13、控制谱

又称响应谱,是指在振动台面上从安装在控制点的传感器采集到实际的随机信号谱图。从试验的真实性上讲,控制谱和参考谱应该是一致的。但由于随机信号的不确定性以及振动试验系统本身存在的细微的时变性,使得控制谱和参考谱存在一定的误差。这个误差通常用容差带来表示,其单位是dB。

 

14、驱动谱

是指随机振动控制仪直接输出去驱动功率放大器的随机信号谱图。它实际上是响应谱与参考谱比较进行修正后产生的随机振动信号谱图。之所以要进行修正是功放、振动台、试件和夹具的频率特性(也称传递函数)影响了振动台面控制点上控制谱(响应谱),使得响应谱与参考谱存在一定的差异。

 

15、动态范围

是描述一个随机控制仪克服振动试验系统固有频率特性,使控制谱与参考潜的误差在一定范围内的最大控制能力。动态范围通常分控制谱动态范围与驱动谱动态范围。控制谱动态范围是指控制谱上最大功率谱密度与最小功率谱密度之间的差。驱动谱动态范围是指为了使控制谱与参考谱的误差达到一定范围,输入到功放上的驱动谱上最大功率谱密度与最小功率谱密度之间的差。由于受试验频率特性的影响,通常控制谱动态范围要小于驱动谱动态范围。

 

16、控制精度

是指描述随机振动控制仪台面控制点上的控制谱(响应谱)与试验规范所要求的参考谱之间误差的大小。控制精度与置信度有关,置信度越高,控制精度也就越高,一般是指在90%置信度下的控制精度。

 

17、回路时间

回路时间是指一个驱动谱经过IFFT、D/A变换、抗混淆滤波、由输出放大器从随机控制仪输出送入功率放大器推动振动台,再由控制点上的传感器将响应信号检测出来,经电荷放大器反馈到随机振动控制仪,再经抗混淆滤波器A/D采样,FFT变换后产生新的驱动谱,这样一个过程所需的时间。

 

随机振动试验的17个必备常识

分享到:

来源:Internet