随机振动试验中控制谱和目标谱的偏差超差问题

在随机振动试验中,经常会发生控制谱和目标谱不一致的问题,被称之为偏差或超差现象。偏差现象导致随机振动有效值偏大,超差现象导致试验中断,偏差现象随着试验时间的增长,最后发展为超差现象。两者都是在振动试验中不能允许发生的,需要引起重视。

其产生原因多种多样,但究其本质,个人认为,主要是在试验频域内产生了多余的加速度,从而导致PSD偏大。下面就几个实例,进行说明。

实例1:低频段和中频段控制谱超差,试验中断,如下图1。

随机振动试验中控制谱和目标谱的偏差超差问题

低频段中频段控制谱偏大及其原因

原因:控制点加速度传感器接头处松动,导致试验中松动处针头有碰撞,低中频段加速度增加。

对策:拧紧接头处,重新试验。

实例2中频段控制谱和目标谱有偏差,试验时间增长,试验不中断,如图2。

随机振动试验中控制谱和目标谱的偏差超差问题

中频段控制谱偏差及其原因

原因:动圈上部支持机构中,有一个支撑轮跌落,导致试验中动圈台面下部微弱撞击,产生额外的冲击加速度,PSD偏差。

对策:修理,换支撑轮,重新试验。

实例3低频段控制谱偏大,试验时间增长,造成偏差,试验中断,如图3。

随机振动试验中控制谱和目标谱的偏差超差问题

低频段控制谱偏差及其原因

原因:试验体为某盖板,低频段处存在共振,使加速度传感器获取到额外的加速度,从而导致低频处目标谱偏差。

对策:更换灵敏度较小的加速度传感器,使共振的影响尽量减小。

实例4中频段控制谱偏大,试验中断,如图4。

随机振动试验中控制谱和目标谱的偏差超差问题

驱动动态范围低下

原因:振动试验系统的驱动动态范围低下,无法满足此试验。

对策:这种现象解决起来比较困难,需要和厂家联系,协商解决。此问题曾在前公司工作时困扰本人多年,一直没能找到解决方案。现本人工作的公司已解决此问题。

实例5试验体和试验系统中存在反共振点,控制谱超差,试验中断,如图5。

随机振动试验中控制谱和目标谱的偏差超差问题

反共振点的影响

原因:反共振点的影响,详见公众号【声振之家】文章《随机振动试验时为什么会出现超差现象?可以难免吗?》的分析。

对策:个人经验,修改夹具,减少反共振点的影响。

  以上,罗列了本人十来年遇到随机振动试验时偏差超差现象的几个实例,仅供参考,因为产生原因多种多样,不局限于以上几种原因。随机振动试验中的偏差超差现象是一种很常见的问题,需要引起重视,除了夹具、振动试验机、振动控制仪、传感器、样品本身等因素外,还有程序参数设置、环境温度及振动试验系统周边其他电子设备的电磁干扰等原因。样品和试验环境的不一致性,很难总结出一种通用的模式,需要我们具体问题具体分析,抓住其本质(试验频域内采集到额外加速度)出发分析,在实际工作中进行摸索和积累!

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