对于振动信号的分析包括快速富里叶变换(FFT),频谱分析,凝聚分析,相关分析等。而对于应力信号主要是分析应力循环,为室内模拟试验提供载荷谱编制一般使用的方法是雨流法,用雨流法提取信号中的应力循环次数和幅值,再根据概率统计分析出应力循环幅值的概率分布曲线,由此就可以得到各种分级的载荷谱。而记录仪和分析仪可以直接使用的记录分析设备,也可以采用计算机系统。频谱分析仪以美国HP公司的产品为代表。分析仪具有速度快,操作简单等优点。除了可以做频谱分析外,许多设备还可以做模态分析,是振动系统动力分析的强有力助手。随着计算机技术的发展,采用计算机来做频谱分析的越来越多,现在有许多计算机软件都带有FFT程序,特别是Matlab软件具有许多的频谱分析函数。由于计算机的运算速度不断加快,磁盘的存储容量不断加大,现在越来越多的试验室里都是直接利用计算机来记录信号、实时分析,以及发生信号,控制试验。
有的标准(例如军标)会直接给出,要求按照产品的正常使用环境选定了试验的频率或频率范围;民(商)用标准通常考虑的是产品在运输、储存和使用过程中会遇 到的振动频率。例如车辆上用的设备,主要基波频率可能低到1.5~4Hz之间。在试验频率范围0.1Hz~500Hz时,可使用液压振动台来实 现;500Hz~2000Hz时,则需要使用电动振动台来实现。另外,如今的电动振动台也可达到5Hz~10Hz。
2、振幅及其选择
在正弦振动试验中,其振幅有位移幅值和加速度幅值二种,在实际试验时,有的试验仅给出位移幅值,有的试验同时给出位移幅值和加速度幅值。
1)位移幅值:对IEC标准和国标,其上限频率不超过10Hz;在标和标中,例如电气元件试验方法,在10Hz~55Hz范围内也仅给出一个位移幅值0.75mm(单振幅)。
2)同时给出位移幅值和加速度幅值:产品安装按照实际的振动特点是频率越高加速度越大,频率越低位移幅值越大,并且是随着振动频率的变化不断改变的。对产 品而言,低频主要是位移破坏,高频主要是加速度破坏。低频与高频之间的转换就要应用到交越频率。在IEC标准中有8~9Hz的低交越频率和57~62Hz 的高交越频率,前者主要用于舰船产品试验,后者主要应用于陆用和空用产品的试验。
3、试验的持续时间及其选择
试验的持续时间是描述产品的耐受振动能力的重要参数。对扫频试验一般是以扫频循环数给出;对定频试验,则直接以分钟或小时计算。
IEC和国标对扫频试验给出了1, 2, 5, 15, 20, 50, 100等七个扫频循环数等级;对定频试验给出了10分,30分,1小时,1.5小时,2小时,10小时等六个试验时间等级。标和标则给出了12个 和36个二种扫频循环数等级。主要是综合考虑产品结构、功能、实际的工作时间以及故障恢复等因素。
振动试验对产品、设备、工程等在运输、使用等环境中所受的振动环境进行模拟,以检验其可靠性以及稳定性。机械振动试验用来确定机械的薄弱环节,产品结构的完好性和动态特性、常用于型式试验、寿命试验、评价试验和综合试验。对于汽车电子耐振动能力更为重要。
正弦扫频试验:在规定的频率范围内,按规定的量值以一定的扫描速率由低频到高频,再由高频到低频作为一次扫频,直到达到规定的总次数为止。
扫频试验分线性扫频试验和指数扫频试验:线性扫频速度由扫频速率(Hz/s)或单次扫频时间决定;指数扫频速度的扫频速率一般为每分钟一个倍频乘.
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