振动实验台作业指导书.pdf

振动实验台操作手册 型号V850-440-- - 1 使用振动台前需进行的检查步骤 1.1 试验系统里所有带电设备的地线，要接到专门为系统服务的独立地线上，这样做是为了降低干扰，最好不要跟其他设备共用地线。在连接任何两个设备之前，必须测量它们地线之间的电位差，例如功率放大器的输入端和控制器的输出端，如果发现显著的电位差，应该先找出原因再进行连接，通常这是由于设备接地不统一造成的。确认供给振动台空气控制盒的压缩空气压力为6.9 bar。垂直安装振动器时，先逆时针转动SLIP PLATE旋钮，接着释放Combo隔振气囊内的气体，并松开Ling-E-Air的固定螺栓。选择适配的负载螺钉将负载固定在动圈工作台面上，要确保动圈台面上的所有安装孔都被充分利用，这样才能获得最佳动态效果。用空气控制盒中的AIR装置，为振动台Ling-E-Air的四个气囊充气，让设备抬升，直到导向轴两端伸出部分高度基本相等。调整空气控制盒的LOAD装置，逐步改变动圈支撑气囊的压强，让动圈台板和振动台风罩的上表面处在同一高度，并且指示灯显示在二分之一的位置。操作振动设备时，要先开启滑台动力单元，然后把驱动部件竖直安装到位，接着把撬棍完全拧入设备内部，使用时务必将Ling-E-Air气垫和动圈基座气垫内的气体完全排空。调整振动器至水平姿态，接着按顺时针方向旋转SLIP PLATE按键，为Combo底部的减震气垫充入空气，让Combo机架抬高大约三到四公分，同时确保机架滑板保持平稳状态。在接通振动器与滑板之后，需要核实滑板可以顺畅移动，没有卡顿感。将加速度感应设备，包含一个用于操控、一个用于检测的，安装在对应负载部位，将感应设备的信号线接驳至振动管理装置上，当对接电压型感应设备时，须先关闭振动管理装置的供电，留意感应设备的识别码和对应管理装置的接口编号。试验启动前，必须核实电压型加速度传感器的敏感度，确保其与控制器通路的敏感度设定值相同；同时，要将电压型加速度传感器接入的对应输入通道的耦合模式调整为ICP模式。该试验设备配备的传感器是电压型加速度传感器。试验启动前必须核实振动控制器的参数设定无误，同时确认试验需求未超出振动装置的容许范围，例如振动台的最大持续位移、运行速度、加速度以及输出推力等指标。该振动台的频率区间为5至某个数值，其最大推力能力为2吨，相当于22千牛。开启计算机和振动控制器电源，在此之前要确认USB连接线已正确接好，接着在电脑桌面找到该软件的图标，用鼠标双击它，即可打开振动控制软件的初始界面。进入正弦振动控制软件的运行界面，点击软件欢迎界面上的正弦扫描快捷标志，即可启动正弦振动控制功能。在菜单栏中找到试验设置选项并点击，会弹出一个下拉列表，从列表中选择工程单位，此时屏幕上会显示一个工程单位对话框，需要核实里面各项物理量的量纲是否符合标准，特别是振动相关的量纲，包括加速度、速度、位移以及推力和质量，加速度和速度的数据一般以峰值形式呈现，位移的数据则通常以峰峰值形式展示，务必注意，若在此处将位移设置为峰峰值，必须与2.1.5中的位移设定保持一致。加速度通常用g或者m/s2来计量，务必留意：此处的加速度计量单位，需要和2.1.4里传感器的计量单位保持相同。速度通常用米每秒来计量，位移一般以毫米作为计量单位，推力通常用牛顿表示，质量一般用千克计量；加速度、速度、位移的换算关系如下表所示：A等于2乘以圆周率乘以频率乘以速度，也等于2乘以圆周率的平方乘以频率的平方乘以位移除以一千，V等于圆周率乘以频率乘以位移除以一千；其中A代表加速度的最大值，其计量单位是米每平方秒，V代表速度的最大值，计量单位是米每秒，D代表位移的最大变化量，计量单位是毫米，圆周率是圆的周长与直径的比值，通常取3.14作为近似值，F代表每秒钟的振动次数，计量单位是赫兹；应用这些公式时，要注意各个参数的计量单位，如果需要的话，必须进行相应的换算，重力加速度的计量单位是1g等于9.8米每平方秒，当加速度的计量单位是g，位移的最大变化量计量单位是毫米，每秒钟的振动次数计量单位是赫兹时，A大约等于0.002乘以频率的平方乘以位移的最大变化量。调整完毕后点击确定按钮，离开工程单位界面，下次需要重复使用这些参数时，在选用前勾选应用选项。点击运行界面左侧的功能按钮，屏幕会显示振动台参数设置窗口，需要检查里面选择的设备型号是否为V850-440-，如果需要调整，可以按常用实验要求，通过点击窗口中的修改选项，将最大驱动电压值设定在适宜区间内，系统预设的默认最大电压为2，调整完毕后，按确定键，完成设置，最后关闭振动台参数设置窗口。 下次如果继续选用上面的设置，可在Use 前打√。在振动控制界面左侧选择快捷图标，桌面会显示设置通道参数的窗口，需要根据最终连接到对应通道传感器的数量、粘贴位置，来决定该通道的作用，必须确保至少有一个通道是用于控制的，每个通道可以设定为控制、检测、响应或禁用状态，在本实验设备中，第一个通道被设定为控制，第二个通道被设定为检测；要依据电荷放大器的标准化输出值或电压型传感器的灵敏度值来调整各个对应通道的参数；该振动台采用的是电压型加速度传感器，因此将振动控制器的输入通道的连接方式设置为ICP模式，按照加速度传感器的电压灵敏度值（比如9.316 mv/g），来设定并核对控制器通道设置中的通道灵敏度，确保灵敏度单位与之前设定的加速度单位保持一致。如下图： 完成配置后点击确认按钮离开 （通道参数配置）窗口。 2.1.5 点击振动管理界面左侧的功能按钮，屏幕上会浮现出Sine: 配置 （正弦目标曲线设定）窗口，依照试验规范设定目标曲线。参照下图：图中展示的范例参数为：位移量3.5毫米，振动频段5到9赫兹；减速度10米每秒平方，振动频段9到200赫兹；减速度15米每秒平方，振动频段200到500赫兹。参数调整妥当后点击确定按钮离开Sine: Setup（正弦目标谱参数配置）界面。在振动控制功能界面左侧找到快捷按钮，点击后桌面会显示正弦试验计划表窗口，根据试验规范设定扫频事件或定频参数，设置完成后点击确定按钮关闭正弦试验计划表窗口。正弦扫频的参数配置，需参照试验规范执行，具体操作如下，在正弦试验计划表界面，针对扫频事件进行设定，首先选中扫频事件，将频率参数调整为5赫兹，终止频率设定为500赫兹，起始频率确定为5赫兹，持续时间设置为7200赫兹，即两小时。参照图像，点击快速，实验完成后会自行创建文档，参照图像，配置完毕后点确认，关闭窗口。2.1.6.2正弦频率设定 需要首先明确固定频率数值（振动频率），按照实验需求可能已知固定频率，也可能需要扫描来找出振动频率，确定振动频率的方法参见2.1.7。在Sine Run （正弦试验计划表）界面，依照试验规范设定Dwell Event （定频设置）：先选中Dwell Event （定频设置），再填入定频数值，随后输入振动时长。接着点击Quick，试验完成后系统将自动生成文档。具体操作见下图所示：全部参数调整完毕后，点击确认按钮，即可关闭此窗口。定频频率值，务必确保其位于Sine: Setup （正弦目标谱设置）所规定的频率区间之内，例如，若本例中的定频频率设定为100HZ，且该数值恰好包含在先前设定的：加速度10m/s ²，频率范围9-200HZ，那么此次定频加速度便应取10m/s²。调整共振频率参数时，先点击振动控制面板左侧的功能按钮，屏幕会弹出交互窗口，点击新增条目，在功能栏选择频率检测，在控制栏选择对应选项，随后按确认键即可，具体界面如图所示，2.1.8配置功率放大设备，2.1.8.1通电后，按下F5键，查看输出电流和电压的监测页面是否正常显示依照图像所示，首先按下功率放大器控制面板上的电源按钮开启设备，接着检查功率放大器启动的绿色状态灯是否已经亮起，然后留意振动台的冷却装置开始工作，同时观察显示界面上的测量部分，其中会呈现空白状态以及增益为零的百分比值。调整功放柜上主增益旋钮 GAIN，使其顺时针转动，输出测量页会显示空白，接着显示“Gain”，持续调节，直到测量页上增益数值符合预期标准，比如“Gain 100%”。通常情况下，需要依据整体活动质量以及实验所需的加速度大小来推算所需推力，然后将计算得出的推力值与系统额定推力的百分比作为最低功放增益数值，并且一般会在此基础上增加一部分作为安全储备。当需要动力时，系统最大动力的百分之二十，通常调整在百分之四十到五十之间较为适宜这个试验装置的最大动力为二十二千牛顿，开始测试时，先按启动键，再点单扇窗，会弹出界面，在顶部位置进行右键操作，接着点选相应选项，参照图示内容，最后点击确认按钮2.1.9.2点，界面呈现单一视窗，弹出交互框，在顶部执行右键操作，接着点击，从列表中选取参照下图所示选项，最后按下确认按钮。2.1.9.3窗口布局调整，采用平铺模式，使四个视窗整体分布均匀，具体形态参见下图：2.1.10共振频率设定，当一整段倍频程数据采集完毕，点击添加峰值功能，以此标定固定频率值（即共振频率），操作步骤请参考下图：2.2随机振动参数调控。点击振动管理程序首页上的功能按钮，即可打开正弦振动管理程序的执行界面。与正弦频率扫描步骤2.1.2相同。与正弦频率扫描步骤2.1.3相同。与正弦频率扫描步骤2.1.4相同。在振动控制功能界面左侧点击快捷图标，桌面随即出现配置参数的窗口，需要设定适宜的频谱线密度，同时保证Sigma参数即削波系数维持在3的数值上。务必留意，频谱线密度并非越大越好，数值过高可能导致控制反应迟缓，而数值过低则会产生不良后果。