单轴虚拟振动试验技术研究

目的 探索结合有限元和闭环随机振动控制方法搭建的随机振动虚拟试验系统是否可信,以及其限制条件,并明确下一步的工作方向。方法 搭建虚拟振动,并获得虚拟试验结果,并和实物试验结果进行比对。分别搭建随机振动控制仪模型和振动系统有限元模型,再组合成整个闭环随机振动虚拟试验系统。对振动台、夹具、产品进行有限元建模后,再根据模态试验结果对其修正。振动台、夹具、产品的有限元模型修改到位后,组合成振动系统有限元模型,振动系统有限元模型联合控制仪模型,构建闭环随机振动虚拟试验系统,并将虚拟试验结果和实物试验结果进行比对。结果 在400 Hz之前的低频段,虚拟试验结果和实物试验结果的一致性较好。结论 这种方法搭建的虚拟振动系统,在400 Hz前的低频段,可信度较好。     

基于模态分析的某振动试验方法改进

目的对该试验夹具进行改进设计,使试验夹具首阶模态频率大于60 Hz。方法基于模态分析方法,分别采取改进夹具结构形式和改变夹具边界条件两种改进方式进行优化设计。结果根据模态分析结果发现,夹具结构形式改进对模态频率提高的效果不明显,改变边界条件能够显著提高夹具频率。改进后试验夹具首阶模态频率为69.5 Hz,大于试验输入载荷频率范围。结论试验夹具的固有频率应避开振动试验输入载荷频率范围,避免对试验结果造成影响。     

某导弹振动夹具设计及测试分析

目的 设计符合某导弹振动试验要求的夹具.方法 采用SolidWorks和Workbench两种软件协同分析的方法,对振动夹具进行设计.首先使用SolidWorks建立导弹振动夹具的实体模型,之后在Workbench中采用有限元方法对夹具进行模态分析.根据模态分析结果,在对夹具进行多次的结构修改和分析计算后,得到满足设计要求的夹具.将设计合格的夹具加工制作后,在振动台进行传递特性分析,以验证设计和分析结果.结果 根据振动夹具模态振型的变化趋势,可以通过增加夹具的底板和立板的厚度来提高夹具的固有频率.通过计算,将夹具底板和立板的厚度均增加到30.0 mm时,夹具的固有频率达到了311.68 Hz.将加工好的夹具按照实际试验方式固定在振动台,并进行动态响应测试,得到夹具一阶频率为410.0 Hz.结论 设计方法达到了振动夹具的基频大于被试品3～4倍的目标,满足了导弹振动夹具的动力学特性要求.     

基于MATLAB和有限元的虚拟振动试验系统

通过MATLAB平台建立了虚拟振动设备包括振动台和控制器,采用有限元软件建立振动台动圈、夹具、试件一体化模型作为被控对象,与虚拟振动设备形成闭环的虚拟振动试验系统,可开展仿真试验,成为振动试验辅助设计平台。     

基于电动振动台的非高斯随机振动控制技术的研究和实现

结合了传统电动振动台和全轴振动台的优点,提出了一种基于常规电动台的非高斯随机振动控制技术.首先用散弹噪声方法生成了一种均值为零的非高斯随机过程,然后在此基础上在NI公司(国家仪器公司)的虚拟仪器开发软件Labwindows/CVI上,并结合该公司的NI6221数据采集卡开发出了一个基于常规电动台的非高斯随机振动控制系统,最后连台试验证明了这种非高斯控制技术的优点.     

改变连接特性提高振动台冲击响应谱模拟能力

目的提高振动台冲击响应谱试验模拟能力。方法分析影响振动台冲击响应谱模拟能力的原因,提出通过改变连接特性提高振动台冲击响应谱模拟能力的方法,并对该方法进行理论分析和试验验证。结果利用具有谐振效应的台面能够将160 k N振动台冲击响应谱量级由原来的1000g提高至2000g,并能够实现负载情况下1600g的冲击响应谱试验,提高了振动台冲击响应谱模拟能力。结论通过改变连接特性可以提高振动台冲击响应谱模拟能力,同时应尽量避免使用振动试验夹具进行冲击试验,针对产品试验要求设计冲击试验夹具,能够获得更理想的冲击试验效果。     

某电子设备随机振动故障分析

目的 探究某批次电子设备随机振动环境筛选试验中故障发生原因.方法 首先对电子设备环境试验初步分析,确定设备螺钉点布置合理,结构本身无明显缺陷,但试验夹具可能导致振动载荷放大.通过Abaqus有限元软件仿真分析电子设备失效情况,同时开展试验确定振动夹具的固有频率,并绘制电子设备实际所受随机振动功率谱密度曲线,以该功率谱密度曲线为输入,开展有限元仿真,验证失效模式,并在此基础上完成故障复现试验,制定相应的改进措施.结果 有限元仿真得到电子设备3Sigma应力为22 MPa,在结构强度容许范围内.通过试验确定振动夹具固有频率与电子设备前两阶模态频率重频,发生共振,导致激励被放大,电子设备存在过考核,从而发生破坏.以设备实际所受功率谱密度曲线为输入条件,仿真得到3Sigma应力为52 MPa,超过焊接强度极限,导致焊点失效破坏.为进一步验证失效原因,使用原振动夹具完成故障复现试验,并改进试验夹具开展对比试验.结论 随机振动试验夹具的设计,应避免夹具固有频率与电子设备重频,从而导致设备破坏,合理选择设计夹具能有效避免电子设备遭受过考核.     

大尺寸结构振动试验系统浅析

研究总结了大尺寸结构振动试验系统现状与振动试验方法,解决随着振动试件尺寸的增大而出现的振动试验加载安装尺寸不足和单台振动台推力不足等问题。对国内外主要可靠性试验室针对大尺寸振动试验采取的方法和技术进行了研究和总结,分析与比较不同技术和方法对于解决问题的优劣,并介绍了采用不同方法进行大尺寸结构试件振动试验案例。总结并介绍了大尺寸结构产品振动试验系统,并对未来大尺寸结构产品振动试验系统的发展进行了展望。     

正弦振动试验中的共振利用

实验室通常采用电动振动进行正弦振动试验来考验部件的疲劳特性,然而电动式振动台有其局限性。为了实现电动式振动台高加速度正弦试验,利用共振原理设计了振动台共振板夹具。通过试验验证,说明了方法的实用性和有效性。     

细长体试件两点激励振动试验形式的选择与分析

目的明确细长体试件最合适的两点激励试验形式。方法针对某细长体试件的不同试验形式设计了不同的试验夹具,随后针对试件和夹具开展有限元模态分析,并进行两种形式的两点激励振动试验,研究细长体试件在两点激励振动试验中采用不同试验形式时的动力学响应差异。结果模态分析和试验结果表明,试件和夹具组合体在柔性悬挂方式下依然正确反应了试件本身的模态特性,而在夹具固定方式下模态特性却发生了明显改变。结论细长体试件的两点激励振动试验更适合采用柔性悬挂方式进行。     

振动离心复合环境下结构响应试验研究

目的研究振动离心试验系统复合功能下的振动台体、吊篮连接装置、离心机机臂端头及机臂中部的结构振动响应特性及传递规律。方法根据复合振动激振系统在不同工况下,测量离心机机臂、连接装置等部位的加速度响应,以振动台体为基准,计算被测部位相对于台体的振动加速度传递比。结果在振动离心复合功能运行时,振动响应沿台体、吊篮连接装置、机臂端头到机臂中部逐级衰减,机臂中部处振动响应最小,响应传递比呈衰减规律;振动复合试验中机臂沿径向传递比为2.3%、沿切向传递比为2.6%;在正弦拍波试验中,机臂沿垂向传递比为2.3%,沿切向传递比为3.1%,传递比随拍波频率增大而变化;地震波试验中机臂沿垂向传递比为9.4%,切向传递比为2.9%。结论通过试验分析得到振动离心复合下离心机结构连接装置、机臂等位置的振动响应和传递规律,结果可为大型复杂离心机结构设计及模型修改等提供数据支持。     

振动夹具的测试方法研究

振动试验夹具是将振动台的运动和能量传递到试验件上的连接装置,夹具动力学特性的好坏直接影响着试验结果的可信程度。探讨了振动夹具的一般设计要求,提供了一种通用的夹具测试方法,并以某型外挂挂飞振动夹具测试过程为例加以说明。     

基于ANSYS仿真的引信振动强化试验夹具设计

在引信振动强化试验中,对夹具的性能具有很高的要求。利用夹具设计理论对夹具所用材料、结构进行分析,并在有限元分析的基础上,利用ANSYS软件对所设计的引信夹具进行了模态分析,得出了夹具的固有频率,使之能够满足引信强化振动试验的要求。通过实验验证了仿真的有效性,从而为引信夹具的设计提供了一种新的方法。     

一种模拟动力学边界条件的环境振动试验方法研究

目的提高环境振动试验的可靠性。方法以某典型钛合金蜂窝夹芯壁板试验件为例,提出一种模拟试验件动力学边界条件的试验方法,在试验件周围引入弹性连接件,再通过刚性转接工装与振动台台面连接,以试验件在试验安装状态下的共振频率及振型节线位置为优化目标,以弹性连接件的外形尺寸及厚度为优化变量,对弹性连接件进行优化设计,从而模拟试验件真实的动力学边界条件。结果弹性连接件的优化设计使得试验件在试验安装状态下前两阶共振频率与试验要求相差小于8%,而且振型节线位置与试验要求基本重合,达到了模拟试验件真实动力学边界条件的设计目标。结论对于壁板类试验件,在传统刚性夹具的基础上引入弹性连接件的试验方法,可以较好地模拟试验件真实动力学边界条件,提高环境振动试验的可靠性,并且这种方法对试验费用及试验周期影响较小,具有良好的工程应用前景。     

基于FDS的CI柜体随机振动加速试验方法

目的 在实验室内更加真实地模拟牵引变流器(CI)柜体的超高斯振动环境.方法 采用疲劳损伤谱(FDS)的等效疲劳损伤原则,基于超高斯信号对该柜体进行振动试验加速方法的研究.提出疲劳载荷谱的概念及其计算方法,将采集的平稳超高斯加速度信号,基于时域的方法计算其FDS,进而转换成用于振动台试验的加速度功率谱密度,对CI柜体进行随机振动加速试验.结果 在保证与原始损伤当量一致的基础上,完成了对CI柜体的振动试验,未出现任何疲劳失效.结论 该试验方法与传统的高斯振动试验相比,尽管选择同等的加速试验时间,但其更能真实地反映出CI柜体所承受的超高斯振动环境,进一步精确地检验产品的耐久性能.     

振动试验夹具设计的疲劳分析

根据动力学特性,振动试验往往要求夹具有较高的固有频率和阻尼;根据振动台的使用情况,要求夹具质量尽可能轻;制作工艺要求夹具尽可能地保持整体性。但是,对于影响试验安全的疲劳问题,一般都不进行夹具疲劳验算。通过实例,说明夹具会在振动试验中出现疲劳破坏。对于某些特殊情况下的振动试验,对夹具的疲劳验算是必不可少的。