簡介
電動振動台(英文:electrodynamicvibrationgeneratorsystem)該類型設備用于發現早期故障,模拟實際工況考核和結構強度試驗,産品應用範圍廣泛、适用面寬、試驗效果顯著、可靠。
曆史發展
西方在20世紀80年代以前,1噸推力以上的電動振動台對中國實行禁運,20世紀90年代,5噸以上的仍實行禁運。
中國江蘇東菱公司1995年開始創業,自主研發出1噸、5噸、10噸,直至2007年的35噸級電動振動台和2012年的50噸級電動振動台。
工作原理
電動振動試驗系統的工作原理類似于揚聲器。即通電導體在磁場中受到電磁力的作用而運動。當振動台磁路中的動圈通過交變電流信号時産生激振力磁路中即産生振動運動。
專業術語
頻率範圍:振動試驗系統在額定激振力下,最大位移和最大加速度規定的頻率範圍。
額定推力:振動試驗系統能夠産生的力(單位:N);在随機振動時該力規定為均方根值。
最大位移:振動試驗系統能夠産生的最大位移值。該值受振動台機械運行限制,通常用雙振幅表示(單位為:mmp-p).
最大加速度:振動試驗系統在空載條件下能夠産生的最大加速度值(單位:m/s2)
最大速度:振動試驗系統所産生的最大速度(單位:m/s2)。
最大載荷:振動台面上最大加載重量(單位:kg).
運動部件:電動振動台運動部件是由台面、動圈(含骨架)、動圈的懸挂連接件、柔性支承、電器連接件和冷卻連接件組成的運動系統。
容許偏心力矩:振動台面導向系統允許的最大偏心力矩值。
計算方法
試驗所需激振力的計算
振動試驗所需的激振力可按總的加載質量和最大試驗加速度進行計算:
振動試驗有四個基本單位
推力F[N]、加速度A[m/s2]、速度V[m/s]、和位移D[mmop]。
運動部件質量
若垂直擴展台面或水平滑台面(含連接頭)質量:m1
動圓質量:m2
氣候試驗箱連接軸質量:m3
夾具質量:m4
試件質量:m5
試驗加速度為:a
則振動試驗所需要的激振力可根據F=ma式計算如下:
F=(m1+m2+m3+m4+m5)a
位移、速度和加速度之間的關系
在正弦振動的情況下,頻率(Hz)、位移d(mmo-p單振幅)、速度V(m/s)和加速度a之間的關系如下
振動台與環境試驗箱連接示意圖
主要用途
電動振動台廣泛适用于國防、航空、航天、通訊、電子、汽車、家電等行業。
最新産品
2012年9月27日在蘇州召開的“創新驅動發展成就展暨軍民融合交流大會”上,中國擁有自主知識産權的世界最大單台推力電動振動台在蘇州問世。
蘇州東菱科技制造的50噸級電動振動系統,小到汽車的發動機,大到火箭、衛星,甚至是空間站,在投入使用前,都需要在這個平台上進行振動試驗,而它50噸的最大推力也是創造了新的世界第一。
50噸超大型電動振動試驗系統獲得成功。該系統主要由500kN(50噸)超大推力的電動振動台、4500mm×4000mm超大尺寸的水平滑台及700kW超大功率的功率放大器組成。
這台推力達到50噸的大型電動振動台由蘇州東陵振動試驗儀器公司獨立研發,已通過中國計量科學研究院的校準驗證。
公司研究團隊在50噸振動台的研發過程中,相繼攻克了動圈的一階軸向共振頻率控制、驅動線圈繞組冷卻效果控制、内短路環冷卻效果控制、功率放大器與振動台阻抗匹配等關鍵技術難關。與國外單台最大推力電動振動台相比,新問世的振動台在最大正弦力、最大位移、最大随機力等5項關鍵技術指标上領先,與國外單台最大推力的日本35噸振動台相比,全部8項主要技術指标中有5項超過、3項持平。
在産品故障失效事件中,30%的事件是由振動引起的。因此,振動試驗成為預計産品的振動特性以及檢驗産品性能及其可靠性的必不可少的技術手段。
在單台50噸電動振動器問世之前,國内外為滿足振動試驗需求,采取兩台或多台振動台并機激振的方式來解決單台振動台激振推力不足的難題。并機系統有諸多先天性缺陷,是一種推力達不到情況下的權宜之策。多台并機結構需要在多台小推力的振動台頂部附加一個大尺寸、大質量的公共台面,附加台面易引起台面振型模态的變化、大幅降低台面運動的均勻度指标等試驗問題,從而使整個振動試驗系統的有效推力與可靠性大幅降低。
該公司于2008年研制出35噸級電動振動台,打破了歐美對該設備的技術壟斷與禁運封鎖,成為當時世界上最先進的電動振動台。中國工程院院士王子才表示,50噸電動振動台部分指标已經達到并超過國際先進水平,“讓國際為之振動”。