振动台在使用中经常运用的公式

百检网 2021-11-22

1 求推力(F)的公式

F=m0+m1+m2+ ……)A…………………………公式(1式中:F—推力(激振力)(N

m0振动台运动部分有效质量(kgm1辅助台面质量(kgm2试件(包括夹具、安装螺钉)质量(kgA 试验加速度(m/s2

2 加速度(A)、速度(V)、位移(D)三个振动参数的互换运算公式

2.1   A=ωv ……………………………………………………公式(2) 式中:A—试验加速度(m/s2

V—试验速度(m/s) ω=2πf(角速度)

其中 f 为试验频率(Hz

2.2  V=ωD×10-3 ………………………………………………公式(3 式中:V ω“2.1”中同义

D—位移(mm0-p)单峰值

2.3 A=ω2D×10-3 ………………………………………………公式(4) 式中:A、D 和ω与“2.1”,“2.2”中同义

公式(4)亦可简化为:


式中:A D 与“2.3”中同义,但 A 的单位为 g

1g=9.8m/s2

所以:这时 A 的单位为 m/s2


定振级扫频试验平滑交越点频率的计算公式

3.1 加速度与速度平滑交越点频率的计算公式

式中:fA-V—加速度与速度平滑交越点频率(Hz)(A V 与前面同义)。

3.2 速度与位移平滑交越点频率的计算公式



式中: fV -D —加速度与速度平滑交越点频率(Hz)(V 和 D 与前面同义)。


3.3 加速度与位移平滑交越点频率的计算公式



式中:fA-D— 加速度与位移平滑交越点频率(Hz),(A 和 D 与前面同义)。 根据“3.3”,公式(7)亦可简化为:

A 的单位是 m/s2



4、 扫描时间和扫描速率的计算公式


4.1 线性扫描比较简单:



式中: S1扫描时间(s 或 min)

fH-fL扫描宽带,其中 fH 为上限频率,fL 为下限频率(Hz)

V1扫描速率(Hz/min 或 Hz/s)

4.2 对数扫频:

4.2.1 倍频程的计算公式


式中:n—倍频程(oct

fH上限频率(Hz) fL下限频率(Hz)

4.2.2 扫描速率计算公式


式中:R—扫描速率(oct/min 或)


fH上限频率(Hz) fL下限频率(Hz) T扫描时间

4.2.3 扫描时间计算公式

T=n/R ……………………………………………公式(11) 式中:T扫描时间(min 或 s)

n—倍频程(octR—扫描速率(oct/min oct/s

5、随机振动试验常用的计算公式

5.1 频率分辨力计算公式:


式中:f频率分辨力(Hz) fmax*高控制频率 N谱线数(线数)

fmax是f 的整倍数

5.2 随机振动加速度总均方根值的计算

(1)利用升谱和降谱以及平直谱计算公式


A2=W·△f=W×(f1-fb) …………………………………平直谱计算公式


式中:m=N/3   N 为谱线的斜率(dB/octive) 若 N=3 则 n=1 时,必须采用以下降谱计算公式


加速度总均方根值:


设:w=wb=w1=0.2g2/Hz   fa=10Hz       fb=20Hz     f1=1000Hz     f2=2000Hz wawb 谱斜率为 3dBw1→w2 谱斜率为-6dB

利用升谱公式计算得:


利用平直谱公式计算得:A2=w×(f1-fb)=0.2×(1000-20)=196
利用降谱公式计算得:

利用加速度总均方根值公式计算得:

(2) 利用平直谱计算公式:计算加速度总均方根值



为了简便起见,往往将功率谱密度曲线图划分成若干矩形和三角形,并利用上升斜率(如3dB/oct)和下降斜率(如-6dB/oct)分别算出 wa 和 w2,然后求各个几何形状的面积与面积和,再开方求出加速度总均方根值



注意:第二种计算方法的结果往往比用升降谱计算结果要大,作为大概估算可用,但要精 确计算就不能用。

例:设 w=wb+w1=0.2g2/Hz    fa=10Hz       fb=20Hz     f1=1000Hz     f2=2000Hz

由于 fa 的 wa 升至 fb 的 wb 处,斜率是 3dB/oct,而wb=0.2g2/Hz


又由于 f1 的 w1 降至 f2 的 w2 处,斜率是-6dB/oct,而 w1=0.2g2/Hz



将功率谱密度曲线划分成三个长方形(A1       A2       A3)和两个三角形(A4     A5),再分别求出各 几何形的面积,则

A1=wa×(fb-fa)=0.1×(20-10)=1

A2=w×(f1-fb)=0.2×(1000-20)=196

A3=w2×(f2-f1)=0.05×(2000-1000)=50




5.3 已知加速度总均方根 g(rms),求加速度功率谱密度公式

设:加速度总均方根值为 19.8grms 求加速度功率谱密度 SF

5.4 求 Xp-p *大的峰峰位移(mm)计算公式


准确的方法应该找出位移谱密度曲线,计算出均方根位移值,再将均方根位移乘以三倍得 出*大峰值位移(如果位移谱密度是曲线,则必须积分才能计算)。在工程上往往只要估计一个 大概的值。这里介绍一个简单的估算公式

式中:Xp-p—*大的峰峰位移(mmp-p) fo—为下限频率(Hz)

5.5 求加速度功率谱密度斜率(dB/oct)公式














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