浅析msc的气动式振动台台面性能研究

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1、维普资讯http://www.cqvip.com学兔兔www.xuetutu.com第3期(总第148期)机械工程与自动化No．32008年6月MECHAN1CALENG1NEER1NG&AUT0MAT10NJun．文章编号：1672—6413(2008)03—0004—04基于MSC的气动式振动台台面性能研究廖世佳，王考，陶俊勇(国防科技大学机电工程与自动化学院机电X-程研究所，湖南长沙410073)摘要：气动式振动台是一类重要的可靠性强化试验设备，然而早期气动式振动台振动信号的能量在频域内分布不均匀且低频能量较低，这限制了该类设备在可靠性强化试验中的进一步应用。以气动

2、式振动台的关键部件——振动台面为研究对象，应用大型有限元分析软件MSC建立了气动式振动台的有限元模型，仿真分析了两类具有不同形式工程台面的气动式振动台动力学响应；结合低频能量和均匀性指标，建立了气动式振动台的性能评价准则，客观地评价了两类台面性能的优劣程度，从而形成了一套完整的台面性能仿真研究方法，为下一步进行气动式振动台的性能改善乃至自主研发工作奠定了基础。关键词：气动式振动台；有限元；低频能量；评价准则；仿真中图分类号：TB123文献标识码：AO引言旨在为气动式振动台的性能改善和自主研发工作奠定气动式振动台是近十年来出现的一类新型可靠性基础。强化试验设备，该设备能够提

3、供一种幅值概率密度分1性能评价准则布为超高斯的宽带伪随机强化振动环境，因而对受试主要针对气动式振动台的低频(0Hz~1000Hz)产品的疲劳缺陷表现出很高的激发效力口]。能量及台面不均匀度指标建立性能评价准则。早期的气动式振动台本身存在一定的设计缺陷，1．1低频能量主要缺陷之一是在lkHz以下振动信号的能量分布不根据台面安装孔的位置并参考相关文献，本文把均匀且出现一个低谷[2]。然而对于大多数电子产品而围绕台面正中心点的正方形称作“环”，从内到外依次言，其固有频率大都落在OHz～lkHz之间，这使得气称为零环(中心点)、一环、二环等。结合受试产品的动式振动台不能充分地激发

4、这类电子产品的各阶模常见安装位置，下面主要考虑二环以内各采样点的响态，进而限制了该设备在电子产品可靠性强化试验中应信号，环的示意图见图1。的应用。因此开展气动式振动台的性能改善乃至自主圈研发工作势在必行。E振动台面作为气动式振动台的关键部件之一，直，E接影响着气动式振动台的振动剖面与谱形，进而影响振动台的试验效率。因此，本文在建立了气动式振动台性能评价准则的基础上，以振动台面为研究对象，并结合仿真研究工作周期短、效率高、费用低的诸多优图1环示意图点，以大型有限元仿真分析软件MSC为工具，建立了本文中低频能量是指响应信号的低频段(0Hz～气动式振动台的有限元模型；仿真分析了

5、两类不同形1000Hz)能量占信号总能量的百分比。由于气动式振式振动台面的动力学响应；结合性能评价准则，对两动台的激励方式及台面结构等固有特性的影响，台面类具有不同形式台面的气动式振动台进行性能评价，不同位置的响应信号存在不均匀性。为了合理地评价*国家“十一·五”部委预研资助项目收稿日期：2007—11-13；修回日期；2007—12—23作者简介：廖世佳(1983一)，男，湖北黄石人，硕士研究生，主要研究方向可靠性强化试验理论与技术．可靠性强化试验系统设计与优化。维普资讯http://www.cqvip.com学兔兔www.xuetutu.com2008年第3期廖世佳，

6、等：基于MSC的气动式振动台台面性能研究·5·气动式振动台的性能，应该综合考虑台面不同位置的值A(一1，2，⋯，)，求各点均方根值的平均：响应信号。因此，下文提到的低频能量是综合考虑二A一∑A。⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(1)环以内各点响应信号而得到的。具体方法是：先分别il求环上各点加速度响应信号的自谱，然后将各点自谱则台面的累积不均匀度为：进行平均，从而由平均后的自谱计算得到低频能量指．．．‘D一∑(；×100％)。⋯⋯⋯⋯(2)标。这里须注意的是这种平均方法的前提是各点响应i—ln2气动式振动台有限元模型信号的采样频率和采样点数必须相同。本文中响应信2．1气动式振动台及其参

7、数号采样频率为25kHz，采样点数为6000点。气动式振动台主要由振动台面、气锤以及支撑弹1．2台面不均匀度簧组成。振动台面由4个无转动约束的接地弹簧来支关于振动台的不均匀度指标，在数字式振动台试撑，在台面下方的不同位置处分别安装气锤对其进行验系统检定规程JJG948—1999中有相关描述，该指激励，进而使振动台产生振动的试验环境。标以采样各点中加速度均方根值与正中心点偏差的最本文选择工程上常见的实心台面和空心台面进行大值来计算不均匀度。显然，由于气动式振动台与电研究。实心台面为一块实心铝板；空心台面分3层，上、磁振动台激励方