垂直水平振動測試臺的模擬實驗

在垂直水平振動測試臺的設計過程中，需要對振動測試臺做模擬實驗，此試驗用來模擬用戶正常使用下的情況，以便獲得更精準的測試數(shù)據(jù)。下面，是“環(huán)儀儀器”在設計垂直水平振動測試臺的模擬實驗。

環(huán)儀儀器 垂直水平振動測試臺的模擬實驗：

1.激勵設計

振動器是振動臺的振動發(fā)生裝置，也是受載荷最嚴重的部件之一。為了減少慣性影響，應考慮輕量化。

2.振動系統(tǒng)仿真

對振動臺的位移、速度和加速度進行了運動學仿真分析。

在20 Hz、60 Hz、100 Hz振動頻率下進行運動學和動力學仿真。振動臺選用輕質(zhì)鋁合金作為主要材料。仿真過程中，添加模型約束，應用伺服電機，設置物理接觸。這樣就可以得到活塞位移、速度、加速度和曲軸扭矩的曲線。結果如下圖所示：

20 Hz：

從可以看出，活塞的位移曲線、速度曲線和加速度曲線形狀均良好。振幅為25 mm，行程為50 mm，最大速度為3.291 m/s，最大加速度為520.416 m/s2。由于曲柄連桿結構的特點，加速度會急劇變化，這是由曲軸的性質(zhì)決定的。

60 Hz：

從圖可以看出，當頻率為60 Hz時，振動周期進一步減小，振動曲線波形沒有明顯變化。60 Hz 時，加速度波形波動較小。最大速度9.877 m/s，最大加速度

4878 m/s2，曲軸最大扭矩56.927 Nm。

100 Hz：

當振動頻率為100 Hz時，除了周期逐漸變小之外，位移曲線和速度時間曲線沒有明顯變化。但與之前的模擬相比，加速度趨勢有明顯的變化。活塞加速度逐漸增大，并在一段時間內(nèi)趨于穩(wěn)定，但仍有小幅波動。最大速度為

16.457 m/s，最大加速度13624.848 m/s2。正是因為振動頻率比較高，所以身體的振動不可能是瞬時加速。當振動頻率達到系統(tǒng)設定頻率時，加速度曲線趨于穩(wěn)定。

通過上述模擬實驗可以得出，該振動臺可以在0-100Hz范圍內(nèi)使用，且曲線不丟失、不連續(xù)跳躍。驗證了該對稱曲柄滑塊方案的真實可行。