支柱试验台(振动台试验的应用及测试仪器)

Posted 2023-05-27

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支柱试验台(振动台试验的应用及测试仪器)

摘要：

振动台广泛应用于测试产品在寿命周期中是否能承受运送或振动环境因素的考验，也能确定产品设计及功能的要求标准。振动试验台的分类与应用有哪些？又有哪些必要的测试设备呢？

振动台

振动台能够提供产品在制造、运输及使用过程中的振动环境，鉴定产品是否有承受此环境的能力，用于发现早期故障，模拟实际工况考核和结构强度试验。振动台广泛应用于国防、航空、航天、通讯、岩土工程、电子电器、汽车制造等行业。振动测试的目的，在于实验中做一连串可控制的振动模拟，测试产品在寿命周期中，是否能承受运送或振动环境因素的考验，也能确定产品设计及功能的要求标准。

振动台分类

振动试验台主要有3类：机械式振动试验台、液压式振动试验台和电动振动试验台。

# 机械振动试验台：把机械能转化成动能。

特点：推力大、波形差、价格低廉，适用于低频（5Hz-80Hz）疲劳实验。

# 电动振动试验台：把电能转换成动能。

特点：工作频率宽（从几Hz到几千Hz）波形好、控制方便、价格较贵，是一般试验室中例行试验最常用的品种。

# 液压振动试验台：把液压能转换成动能。

特点：低频（超低频）、推力大、负载能力强、控制方便，但工作上限频率低（一般以几十Hz到几百Hz为上限），价格昂贵。

# 电液式振动台。

使用的频率范围为直流到近2000Hz，最大振幅±500mm，最大推力6000kN，振动波形为正弦、三角、矩形、随机，可做大冲程试验，与输出力（功率）相比，尺寸相对较小。

振动台相似模拟试验

# 试验目的

研究结构物的动力特性、设备抗震性能、检验结构抗震措施等方面。同时在原子能反应堆、海洋结构工程、水工结构、桥梁工程等领域也起着重大作用。

# 基本原理

将实验对象放在一个足够刚性的台面上，通过动力加载设备使得台面再现各种类型的振动（地震）波，并使实验对象随之产生类似地震作用下的振动。

# 主要组成（液压伺服振动台为例）

液压源系统、激振器、伺服模拟控制器、台面、计算机控制系统、试验传感器、数据采集与分析系统等。

振动台试验应用案例

桥梁抗震性能试验

近年来研究发现，连续刚构桥对地震动的频谱特性十分敏感，地震响应差异较大，且桥墩墩底较墩梁固结处对行波效应更为敏感，因此通过振动台试验研究在役连续刚构桥发生材料性能劣化后的地震响应是非常必要的。

选取Ⅱ类场地地震波El Centro波，Ⅲ类Taft波。试验按从小到大的顺序输入地震波峰值加速度，依次对结构模型施加125~1000gal的峰值加速度来对应实际地震烈度的6(0.05gal)~9度（0.4gal）。主要监测项为加速度与位移的峰值。

挡结构抗震性能试验

悬臂式挡土墙作为一种轻型支挡构筑物，广泛应用于公路、铁路和城市交通等生命线工程。该结构依靠墙体和墙底板上部填土(包括荷载)的重量保持稳定，进而共同抵抗填土侧向推力，具有自重轻、施工快速、经济指标好等特点。

主要监测项为挡土墙的内部土压力、加速度、动位移和应变。

古建筑动力学响应试验

以西安小雁塔为例，对砖石古塔进行地震模拟振动台试验是研究其整体抗震性能最有效的手段之一。利用1/8缩尺比例的结构模型，对其进行了模拟地震振动台试验，分析其在不同地震波、不同地震加速度下的破坏形态、动力特性、动力响应及其变化规律，可为类似砖石古塔结构的研究和保护提供科学依据。

汽车整车/白车身NVH试验

NVH（Noise、Vibration、Harshness）是指噪声、振动与声振粗糙度，是衡量汽车制造质量的一个综合性问题。车辆的NVH问题是国际汽车业各大整车制造企业和零部件企业关注的问题之一。有统计资料显示，整车约有1/3的故障问题和1/5的售后问题是和车辆的NVH问题有关系，而各大公司有近20%的研发费用消耗在解决车辆的NVH问题上。