电磁振动试验台是用于模拟各种振动环境的测试设备。其主要由台体、控制仪、功率放大器、振动台、制冷单元、以及传感器等组成。系统原理是,通过在驱动线圈中通入交流电,使得动圈受到磁场交变力的作用,从而产生运动,实现电能向机械能的转换。根据试样尺寸和安装方式的不同,可能需要垂直扩展台面以满足水平振动测试需求。
在进行振动试验时,关键的计算公式是频率、质量、加速度之间的关系:f=ma。其中,f代表推力,单位是牛顿(N)m表示质量,单位为千克(kg)a为最大加速度,单位可以是m/s^2或g。需要注意的是,试样质量、夹具质量、连接头质量、扩展台面质量以及动圈质量都是需要考虑的质量部分,总质量为m1+m2+m3+m4+m5+…。试验要求的最大加速度单位通常为m/s^2或g,与g的换算关系为10m/s^2=g。
在随机振动中,加速度均方根值(Grms,单位为g)通过ASD或PSD计算得出。功率谱密度(PSD,单位为g^2/Hz)和加速度谱密度(ASD,单位为(m/s^2)^2/Hz)是衡量振动强度的两个重要参数。两者之间存在换算关系:1 g^2/Hz=(9.8 m/s^2)^2/Hz=96.04 m^2/s^3。
位移是另一个重要参数,一般振动台会标称最大位移(峰值到峰值,P-P)值,通常不超过76mm。频率范围是另一个需要考虑的条件,电动振动台通常工作在2~2700Hz,实际操作频率通常在5~2500Hz之间。如果频率低于5Hz或高于2500Hz,则可能无法进行振动试验。
根据客户提供的振动试验条件,主要可能给出的是试样质量(重量)、最大加速度值或Grms值、ASD或PSD。通过这些信息,可以计算现有设备是否满足试验要求,并考虑到实际操作中可能存在的瞬间超载情况,通常系数为0.8。因此,最终的计算公式为f=(m1+m2+m3+m4+m5+…)a/0.8,以确保设备在满足要求的同时,留有一定的安全裕量。