第三章：磁流变减振实验台

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1、第三章磁流变振动测试台3.1磁流变振动测试台的结构设计3.1.1磁流变振动测试台的设计思想为了检测磁流变橡胶减振器的各个性能参数，必须设计一套与之相配套的振动测试装置，由于磁流变橡胶减振器只能在一个方向上工作，属于一维减振器，所以振动台的设计只需考虑上下方向的运动就可以，课通过齿轮机构和两个偏心块的结构来实现只有上下振动消除水平方向的力。在检测磁流变橡胶减振器的性能参数时，由于要考虑到不同的工况，所以在结构设计时还需考虑激振力和振动频率可调。对于激振力的调整可以考虑选用可调偏心激振装置，对于振动频率的调节只要选择调节电机的转速就可以实现。3.1.2磁流变振动测试台的动力学模型本文所设计

2、的磁流变振动测试台属于单自由度振动系统，图3.1为振动测试台动力系统模型，为起振质量，分为减振器的刚度，为阻尼系数，为激振力。其动力学方程如下：（3.1）图3.1动力系统模型Fig3.1Thedynamicsystemmode引入描述单自由度阻尼振动的特性参数系统固有频率：临界阻尼系数：阻尼因子：则式3.1可写为：（3.2）由式3.1可得到起振部位移对激振力的传递函数为：（3.3）3.1.3磁流变振动测试台的结构设计磁流变振动测试台主要由基座、振动台、可调偏心块、异步电动机、被测减振装置以及一些附属装置所组成，通过改变异步电动机的转速和偏心块的偏心距来调节振动台的激振力，从而达到模拟振

3、动压路机工况的目的。磁流变振动测试台的实物图如图3.2所示。其传动路线如下：电源变频器异步电动机皮带轮一对参数相同的啮合齿轮两个齿轮轴两个可调偏心块，通过变频器调节电机的转速，通过手轮调节偏心块的偏心距，从而实现改变振动台激振力的目的。偏心机构位移传感器减振器图3.2磁流变振动测试台Fig3.2MRvibrationtestdevice3.1.4磁流变振动测试台的各主要零件1.振动支架由于此振动测试台是模拟振动压路机的工况，在其振动过程中的所需的激振力比较大，所以在设计振动台的振动支架过程中，要考虑振动支架的强度。在振动支架的组焊过程中，要采取防焊接变形措施。2.可调偏心激振装置的装配

4、可调偏心激振装置是振动测试台中最重要的部件之一，装配的合适与否直接关系到振动台的工作性能。图3.3为振动台的可调偏心激振装置。可调偏心激振装置的工作原理：偏心块的两臂分别与两个挡板固定，两个挡板通过左右旋螺纹分别与中间的左右旋螺纹轴联接，通过手轮旋转中间的左右旋螺纹轴，使固定偏心块的两个挡板向相反方向移动，从而改变偏心块的偏心距，达到调整振动台激振力的目的。根据其工作过程，在安装可调偏心激振装置的过程中，一定要保证安装偏心块的两个花键轴的平行度，以及两个偏心块在自由状态下保持相同的方向，以便能够产生竖直方向的激振力。左右螺旋轴可调偏心块图3.3可调偏心激振装置Fig3.3Theadju

5、stableeccentricdeviceforexcitingforce3.2振动测试系统的搭建3.2.1振动测试原理磁流变振动测试台主要由基座、振动台、可调偏心块、异步电动机、被测减振装置组成，通过改变异步电动机的转速和偏心块的偏心距来调节振动台的激振力，从而达到模拟振动压路机工况的目的；振动台工作原理图如图3.4所示，方向为振动台的振动方向，通过改变偏心轮的偏心距或转速来调节振动台的激振力，运用加速度和位移传感器可以检测振动台竖直方向的位移和加速度，从而实现间接测量磁流变减振器的振幅和加速度的目的。图3.4振动台工作原理Fig3.4Theoperatingprincipleofv

6、ibrationtable图3.5振动台测试原理图Fig3.5Thetestingprincipiumofvibrationtable图3.5是振动台测试原理图，通过传感器采集振动工作台的位移和加速度等模拟信号，采集的信号通过信号调理器进行放大、滤波、隔离后输入到数据采集卡，经模数转换后，经过LabVIEW程序进行分析计算，然后通过控制电源对阻尼器线圈输入合适的激励电流，以此改变振动系统的阻尼参数，达到所预期减振效果。3.2.2振动测试系统程序的编写1.虚拟仪器与LabVIEW[11]虚拟仪器（VirtualInstruments）是测控技术和计算机技术相结合的革命性产物，美国NI公司

7、于1986年首先提出虚拟仪器的概念，即用计算机技术，对传统仪器的部分或全部功能进行软件化，在计算机平台上，通过灵活的虚拟仪器软件包、仪器软面板更好地实现仪器的测控能力，从而扩展系统的功能和灵活性。一个完整的虚拟仪器系统由硬件和软件构成，具体地说是由计算机、功能化模块硬件、专用软件及电缆组成。计算机可以是台式机、工控机、便携式电脑和各种类型的嵌入式PC机，在计算机上进行编程，同时计算机提供与主板通信的插槽；功能化模块硬件有各种插卡式或外置式的信号