垂直水平振动测试台的模拟实验

在垂直水平振动测试台的设计过程中，需要对振动测试台做模拟实验，此试验用来模拟用户正常使用下的情况，以便获得更精准的测试数据。下面，是“环仪仪器”在设计垂直水平振动测试台的模拟实验。

环仪仪器 垂直水平振动测试台的模拟实验：

1.激励设计

振动器是振动台的振动发生装置，也是受载荷最严重的部件之一。为了减少惯性影响，应考虑轻量化。

2.振动系统仿真

对振动台的位移、速度和加速度进行了运动学仿真分析。

在20 Hz、60 Hz、100 Hz振动频率下进行运动学和动力学仿真。振动台选用轻质铝合金作为主要材料。仿真过程中，添加模型约束，应用伺服电机，设置物理接触。这样就可以得到活塞位移、速度、加速度和曲轴扭矩的曲线。结果如下图所示：

20 Hz：

从可以看出，活塞的位移曲线、速度曲线和加速度曲线形状均良好。振幅为25 mm，行程为50 mm，最大速度为3.291 m/s，最大加速度为520.416 m/s²。由于曲柄连杆结构的特点，加速度会急剧变化，这是由曲轴的性质决定的。

60 Hz：

从图可以看出，当频率为60 Hz时，振动周期进一步减小，振动曲线波形没有明显变化。60 Hz 时，加速度波形波动较小。最大速度9.877 m/s，最大加速度

4878 m/s²，曲轴最大扭矩56.927 Nm。

100 Hz：

当振动频率为100 Hz时，除了周期逐渐变小之外，位移曲线和速度时间曲线没有明显变化。但与之前的模拟相比，加速度趋势有明显的变化。活塞加速度逐渐增大，并在一段时间内趋于稳定，但仍有小幅波动。最大速度为

16.457 m/s，最大加速度13624.848 m/s²。正是因为振动频率比较高，所以身体的振动不可能是瞬时加速。当振动频率达到系统设定频率时，加速度曲线趋于稳定。

通过上述模拟实验可以得出，该振动台可以在0-100Hz范围内使用，且曲线不丢失、不连续跳跃。验证了该对称曲柄滑块方案的真实可行。