气动式振动台校准方法探究

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1、气动式振动台校准方法探究［摘要］本文依据气动式振动台的工作原理及基本特性，确定影响振动台性能指标及试验结果的重要参数为校准项目，并阐述了相应的校准方法，实现了气动式振动台的校准。［关键词］气动式振动台校准超高斯低频能量［中图分类号］TB534+.2［文献码］B［文章编号］1000-405X(2013)-10-148-11引言随着竞争的发展与深化，市场对产品的要求越来越高，作为产品质量与可靠性保障重要手段的环境可靠性试验也相应地得到不断的发可靠性强化试验(ReliabilityEnhancementTesting,简称RET)是近年来发展起来的一种新的试

2、验技术，它是通过对产品施加极限环境应力，激发产品设计和工艺缺陷，据此寻求相应的改进措施并进行验证，从而使产品的可靠性得到快速增长。气动式振动台是RET试验的主要试验设备，它可以快速有效地激发产品的潜在缺陷，因而在RET试验中发挥着重要作用。近几年来RET试验在航空、航天方面的应用越来越多，发展也很快。由于航天航空产品的特殊性，在其生产、科研和试验领域所涉及到的环境试验设备必须进行准确计量，以保证产品的高可靠性。然而，目前对于气动式振动台校准还没有有效的方法，同时，由于气动式振动台与其它振动台的运行原理不同，不能直接应用已有的标准，因此很有必要进行气动式

3、振动台校准方法的研究。2气动式振动台的工作原理气动式振动台可产生三轴六自由度随机振动，所以也称之为全轴振动台。它主要是由振动台面、气锤以及支撑弹簧组成。振动台面是正方形铝板，并由4个无转动约束的接地弹簧来支撑，台面下方不同位置处按不同的角度分别安装有气锤，通过气源对气锤提供纯净压缩空气，用伺服阀控制冲击波形及量值大小，使其为振动台面提供激励信号，进而使振动台产生全轴振动振动试验环境。由于设计原因，气动式振动台主要有以下几个特性：(1)振动台能产生连续的超高斯型的伪随机振动频谱，其频率范围从10Hz〜10000Hz，是近似平稳的随机过程；(2)振动台在随

4、机作用力作用下出现的六自由度振动，包括三个垂直向量和三个旋转向量；(3)振动台由于设计原因，低频能量不足，尤其是2000Hz以下频带内的能量分布较小；(4)台面上各处振动能量分布相差较大，均匀性较差，不利于多台产品同时进行试验；(5)振动台对气锤的气压进行反馈控制，以保证设定的加速度均方根值，但不能控制谱形；(1)产生的速度和位移较小，对位移敏感的产品缺陷很难激发。3气动式振动台的校准方案校准装置主要由传感器(包括三轴向传感器)、多通道信号适调仪、动态信号分析仪等组成。振动台产生的波形，经传感器采集信号适调仪调整放大后，由动态信号分析仪进行计算分析，再

5、和振动台技术指标及各项试验要求对比，完成校准。3.1振动台随机信号的校准根据现代振动疲劳损伤理论，累积疲劳损伤主要由大于2o的应力峰所造成，并且等均值和量级的随机应力对疲劳损伤的强化程度存在这样一个关系：超高斯〉高斯〉亚高斯。而气动式振动台的关键技术就在于它可产生一种幅值概率密度分布为超高斯型的宽带伪随机振动激励，对产品的疲劳损伤累积型缺陷表现出很高的激发效力。因此，气动式振动台信号的超高斯性是振动台校准时必须校准的指标。对于非高斯随机信号而言，工程中通常用峭度K来描述:超高斯信号峭度值K〉0;亚高斯信号峭度值K