振动台系统实验平台
一、振动台试验
1.1 电动振动台试验系统
电动振动台是力学环境试验的重要设备，主要由振动台台体、振动控制仪、功率放大器、冷却装置等组成。
电动台振动试验系统的构成如图1-1所示，低压电器作为试件放到振动台体上对其做振动试验，检测它的可靠性。加速度计将采集到的振动信号传输到振动控制仪，控制仪根据控制谱的要求，对信号进行实时修正，信号经过功率放大器放大后输入电动振动台台体以保证振动的持续产生。同时，励磁电源对冷却装置供电，确保冷却系统的正常工作，以保证振动台热量及时排出。
传感器
图1-1 电动振动台试验系统图
1.2液压系统工作原理
液压系统只作用于水平方向的振动，垂直方向振动不需要液压。液压装置主要由两台油泵、调压阀、压力继电器、液位继电器、过滤器、风冷热交换器组成，运行可靠，操作方便。
泵1作为供油泵，提供压力介质，经过高压过滤器过滤，再经溢流阀调节，使得干净和符合要求的压力介质通过管道流向工作机，即向静压导轨供油，在导
轨与导轨座之间形成压力油膜，使其有良好的承载能力，再通过振动台的激振力传递，使水平滑台工作，产生水平方向的振动。完成工作和溢流的介质由泵2送回，介质经热交换器冷却后，再经回油过滤器流回油箱。
整个液压系统的工作原理如下图1-2所示：
工作机
图1-2 液压系统原理图
1.3 振动试验目的
振动试验目的在于确定所设计制造的机器、构件在运输过程中承受外来振动或者自身产生的振动而不致破坏，并发挥其性能、达到预定寿命的可靠性，故作为可靠性试验关键设备的振动试验越来越重要，这里试验对象指的是载运低压电器。振动试验目的主要分为：
1)环境适应性试验：通过选用试验对象未来可能承受的振动环境去激励对象。检验其对环境的适应性。目前，航空航天中使用的机载仪器和设备，大部分必须进行振动试验，以便评估其性能是否满足要求；
2)动力学强度试验：考核试验对象结构的动强度，检验在给定的试验条件下试件
是否会产生疲劳破坏，这类试验的对象主要是结构件；
3)动力特性试验：用试验的方法测试出对象的动特性参数，如振型、频率、阻尼等；
4)其他试验：如振动筛选试验，其目的是对生产线上的元器件、组件、整机进行振动筛选，找出工艺中的薄弱环节，剔出低质量的产品从而提高整个产品的可靠性。
振动试验是仿真产品在运输(Transportation)、安装(Installation)及使用(Use)环境中所遭遇到的各种振动环境影响，本试验是模拟产品在运输、安装及使用环境下所遭遇到的各种振动环境影响，用来确定产品是否能承受各种环境振动的能力。振动试验是评定元器件、零部件及整机在预期的运输及使用环境中的抵抗能力。
最常使用振动方式可分为正弦振动及随机振动两种。正弦振动是实验室中经常采用的试验方法，以模拟旋转、脉动、震荡（在船舶、飞机、车辆、空间飞行器上所出现的）所产生的振动以及产品结构共振频率分析和共振点驻留验证为主，其又分为扫频振动和定频振动两种，其严苛程度取决于频率范围、振幅值、试验持续时间。随机振动则以模拟产品整体性结构耐震强度评估以及在包装状态下的运送环境，其严苛程度取决于频率范围、GRMS、试验持续时间和轴向等。
1.4 振动台主要技术规格及参数：
本振动台试验系统选用东菱振动仪器有限公司的水冷电动振动试验系统，振动台具体主要技术指标如下：
(1)电动振动试验台
型号：ES-60WLS3-445
额定正弦推力（peak）：60KN
额定随机推力（rms）： 60KN
额定冲击力（peak）： 180kN
最大加速度：≥1000m/s2
最大速度：2.5 m/s
台面尺寸：￠445mm
运动部件质量：≤60kg
频率范围：2～2700Hz
最大位移：76mm (p-p)
空台一阶谐振频率：≥2400 Hz±5%
最大载荷：≥ 1000kg
保护功能：有全面的保护功能
冷却方式：水冷
设备工作方式：采用双台体结构，功率放大器采用一拖二形式，实现免翻台工作
(2)水平滑台1
型号：LTT0606
最大位移：76mm
最大加速度：480m/s2
台面尺寸：600mm×600mm
台面材料：镁合金
600mm×600mm 的水平滑台上限使用频率：2000HZ
(3)水平滑台2
型号：LTT1212
最大位移：76mm
最大加速度：214m/s2
台面尺寸：1200mm×1200mm
上限使用频率：2000HZ
(4)智能功率放大器：
功放输出最高电压：≥60KVA；功放输出最大电流：≥600A
要求智能化功率放大器，采用进口原装HMI触摸屏PLC可编程控制器
功率器件采用原装进口的功率模块
系统控制功能:所有的操作，监测，控制，记录等均在HMI上完成，可实现历史报警记录回放功能，系统运行历程记录功能，系统累积工作时间功能，系统权限管理功能，无人值守运行状态监测功能，力限功能，自动定时关机功能等。
基本保护功能：励磁水流量、励磁水压力、励磁水温度、动圈水温、动圈水压力、动圈水流量、输出过压、输出过流、过位移、滑台油压、时序保护、电网过压、电网欠压、电网缺相、控制电源、门开关、外部联锁等保护功能。
(5)水冷单元
内循环水流量≤40L/min；
内循环水压力≤1MPa；
外循环水流量≤100L/min；
内冷系统装置：内循环冷却水泵采用原装进口
内循环冷却水温差小于30度，外循环冷却水温小于15度，要求对外冷却水无要求，常温。同时要求内冷却系统采用原装进口单级离心水泵
水箱：要求具有内循环水温监测并保护功能，水质导电率监测保护功能；外循环流量显示监测并保护功能
二、振动试验方案
2.1 垂直振动
该试验系统选用的ES-60WLS3-445振动台台体被安装在一个原先为垂直振动做的机座上，如图2-1所示，在进行振动试验时，将试品通过夹具固定在振动台面上，在实际振动试验时，试件或夹具往往会大于电动台动圈台面，这时就需要对原来的台面进行扩展，常用办法是安装一个辅助台面，辅助台面如图2-2
所示。而振动试验在工作频率、台面重量、台面加速度、幅值均匀度和横向运动等方面，对扩展台面都有较严格的要求。另外，这种机座可使振动台体旋转90º，做轻负载的水平振动或者连接一个单独的水平台，振动台体通过隔振装置与机座相连。
振动试验时的加速度限制由系统的推力和活动系统的质量决定。理想状态下的最大加速度限制有下面等式决定：
a=F/m
其中：a——加速度
F——系统的激振力
