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歐美大地 新聞 行業(yè)新聞 TML傳感器及采集儀在振動臺試驗中的應(yīng)用
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TML傳感器及采集儀在振動臺試驗中的應(yīng)用

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產(chǎn)品詳情

摘要：

振動臺廣泛應(yīng)用于測試產(chǎn)品在壽命周期中是否能承受運送或振動環(huán)境因素的考驗，也能確定產(chǎn)品設(shè)計及功能的要求標準。振動試驗臺的分類與應(yīng)用有哪些？又有哪些必要的測試設(shè)備呢？

 

| 振動臺 |

 

振動臺能夠提供產(chǎn)品在制造、運輸及使用過程中的振動環(huán)境，鑒定產(chǎn)品是否有承受此環(huán)境的能力，用于發(fā)現(xiàn)早期故障，模擬實際工況考核和結(jié)構(gòu)強度試驗。振動臺廣泛應(yīng)用于國防、航空、航天、通訊、巖土工程、電子電器、汽車制造等行業(yè)。振動測試的目的，在于實驗中做一連串可控制的振動模擬，測試產(chǎn)品在壽命周期中，是否能承受運送或振動環(huán)境因素的考驗，也能確定產(chǎn)品設(shè)計及功能的要求標準。

 

 

| 振動臺分類 |

 

振動試驗臺主要有3類：機械式振動試驗臺、液壓式振動試驗臺和電動振動試驗臺。

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機械振動試驗臺：把機械能轉(zhuǎn)化成動能。

特點：推力大、波形差、價格低廉，適用于低頻（5Hz-80Hz）疲勞實驗。

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電動振動試驗臺：把電能轉(zhuǎn)換成動能。

特點：工作頻率寬（從幾Hz到幾千Hz）波形好、控制方便、價格較貴，是一般試驗室中例行試驗常用的品種。

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液壓振動試驗臺：把液壓能轉(zhuǎn)換成動能。

特點：低頻（超低頻）、推力大、負載能力強、控制方便，但工作上限頻率低（一般以幾十Hz到幾百Hz為上限），價格昂貴。

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電液式振動臺。

使用的頻率范圍為直流到近2000Hz，最大振幅±500mm，最大推力6000kN，振動波形為正弦、三角、矩形、隨機，可做大沖程試驗，與輸出力（功率）相比，尺寸相對較小。

 

| 振動臺相似模擬試驗 |

 

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試驗?zāi)康?/strong>

研究結(jié)構(gòu)物的動力特性、設(shè)備抗震性能、檢驗結(jié)構(gòu)抗震措施等方面。同時在原子能反應(yīng)堆、海洋結(jié)構(gòu)工程、水工結(jié)構(gòu)、橋梁工程等領(lǐng)域也起著重大作用。

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基本原理

將實驗對象放在一個足夠剛性的臺面上，通過動力加載設(shè)備使得臺面再現(xiàn)各種類型的振動（地震）波，并使實驗對象隨之產(chǎn)生類似地震作用下的振動。

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主要組成（液壓伺服振動臺為例）

液壓源系統(tǒng)、激振器、伺服模擬控制器、臺面、計算機控制系統(tǒng)、試驗傳感器、數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)等。

 


 

振動臺試驗應(yīng)用案例

 

橋梁抗震性能試驗

 

近年來研究發(fā)現(xiàn)，連續(xù)剛構(gòu)橋?qū)Φ卣饎拥念l譜特性十分敏感，地震響應(yīng)差異較大，且橋墩墩底較墩梁固結(jié)處對行波效應(yīng)更為敏感，因此通過振動臺試驗研究在役連續(xù)剛構(gòu)橋發(fā)生材料性能劣化后的地震響應(yīng)是必要的。

選?、蝾悎龅氐卣鸩‥l Centro波，Ⅲ類Taft波。試驗按從小到大的順序輸入地震波峰值加速度，依次對結(jié)構(gòu)模型施加125~1000gal的峰值加速度來對應(yīng)實際地震烈度的6(0.05gal)~9度（0.4gal）。主要監(jiān)測項為加速度與位移的峰值。

 

 

擋結(jié)構(gòu)抗震性能試驗

 

懸臂式擋土墻作為一種輕型支擋構(gòu)筑物，應(yīng)用于公路、鐵路和城市交通等生命線工程。該結(jié)構(gòu)依靠墻體和墻底板上部填土(包括荷載)的重量保持穩(wěn)定，進而共同抵抗填土側(cè)向推力，具有自重輕、施工快速、經(jīng)濟指標好等特點。

 

 

主要監(jiān)測項為擋土墻的內(nèi)部土壓力、加速度、動位移和應(yīng)變。

 

 
 

 

古建筑動力學響應(yīng)試驗

 

以西安小雁塔為例，對磚石古塔進行地震模擬振動臺試驗是研究其整體抗震性能有效手段。利用1/8縮尺比例的結(jié)構(gòu)模型，對其進行了模擬地震振動臺試驗，分析其在不同地震波、不同地震加速度下的破壞形態(tài)、動力特性、動力響應(yīng)及其變化規(guī)律，可為類似磚石古塔結(jié)構(gòu)的研究和保護提供科學依據(jù)。

 

 

 

汽車整車/白車身NVH試驗

 

NVH（Noise、Vibration、Harshness）是指噪聲、振動與聲振粗糙度，是衡量汽車制造質(zhì)量的一個綜合性問題。車輛的NVH問題是國汽車業(yè)各大整車制造企業(yè)和零部件企業(yè)關(guān)注的問題之一。有統(tǒng)計資料顯示，整車約有1/3的故障問題和1/5的售后問題是和車輛的NVH問題有關(guān)系，而各大公司有近20%的研發(fā)費用消耗在解決車輛的NVH問題上。

 

 

 

機械零部件疲勞試驗

 

疲勞試驗可以預(yù)測材料或構(gòu)件在交變載荷作用下的疲勞強度，一般該類試驗周期較長，所需設(shè)備比較復(fù)雜，但是由于一般的力學試驗如靜力拉伸、硬度和沖擊試驗，都不能夠提供材料在反復(fù)交變載荷作用下的性能，因此對于重要的零構(gòu)件進行疲勞試驗是必須的。

金屬材料疲勞試驗的一些常用試驗方法通常包括單點疲勞試驗法、升降法、高頻振動試驗法、超聲疲勞試驗法、紅外熱像技術(shù)疲勞試驗方法等。

 

 

振動臺試驗傳感器及設(shè)備

 

三軸應(yīng)變式加速度傳感器

ARM-A-T小型3軸電阻應(yīng)變式加速度傳感器，可用于機械、汽車、船舶、土木工程和建筑領(lǐng)域中。

特點：

  • 小型輕量級的應(yīng)變式傳感器
  • 重量和體積為常規(guī)傳感器的1/2
  • 三軸的重心位置一致

單軸加速度傳感器

ARF-A加速度傳感器用于測量機械、汽車、船舶、土木工程結(jié)構(gòu)和建筑物等受振動時的加速度。該傳感器小型輕量，并可測量直流電平。

特點：

  • 直流電平測量
  • 結(jié)構(gòu)緊湊
  • 易于安裝

低頻拾振器

BY-S07型低頻振動傳感器可用于如下情況的低頻振動監(jiān)測：

  • 地面和各種結(jié)構(gòu)物的脈動測量及振動監(jiān)測。
  • 一般工程結(jié)構(gòu)如橋梁、樓房、港口、大壩、海洋平臺、風塔風機等各種振動試驗中的振動測量及監(jiān)測。
  • 諸如水輪發(fā)電機組等大型旋轉(zhuǎn)設(shè)備的振動測量。
  • 隔振平臺等的微弱振動測量和隔振效果評價。
  • 諸如懸索橋等高柔結(jié)構(gòu)的超低頻大幅值測量。
  • 其他低頻超低頻振動測量。

頂桿式位移傳感器

SDP-E位移傳感器是一種一般用途的應(yīng)變型傳感器，采用產(chǎn)生應(yīng)變的懸臂式設(shè)計，該傳感器可在對很小位移保持高靈敏度的同時實現(xiàn)穩(wěn)定測量。SDP-200E/-300E還提供具有兩個獨立輸入/輸出的雙輸出型號。

特點：

  • 便于視覺觀察
  • 穩(wěn)定性       
  • 易于操作

拉線式位移傳感器

DP-G位移傳感器設(shè)計用于大位移量的測量。一條不銹鋼絲被拉伸出用來測量位移，發(fā)生位移與否鋼絲張力都是恒定的。該傳感器小型輕量，精確度高。

特點：

  • 小型輕量
  • 大位移量測量
  • 鋼絲張力恒定
  • 鋼絲松脫的防范機制提高了穩(wěn)定性
  • 易于操作

激光位移傳感器

激光位移傳感器憑借直徑微小的測量光斑，可從較遠距離對被測物體進行測量，適用于結(jié)構(gòu)小巧的零部件的精度測量。

荷載傳感器

CLL-NA載荷傳感器擁有平面的荷載承載面，適用于圓柱混凝土試樣的載荷試驗，試驗時將圓柱混凝土試樣直接放置于承載面上。與壓縮計共同使用，可同時測量荷載和應(yīng)力。

特點：

  • 不同尺寸的試樣有標記來指導(dǎo)放置
  • 易于操作

應(yīng)變片

TML公司專業(yè)生產(chǎn)各類型應(yīng)變片，專門用于不同的被測測量。其中有專用于混凝土、巖石等材料的專用應(yīng)變計。

  1. 用于混凝土表面的長柵長應(yīng)變片
  2. 用于混凝土表面的長柵長金屬基底應(yīng)變片
  3. 混凝土/砂漿的內(nèi)部應(yīng)變測量：PMF系列

應(yīng)變式傳感器

KM系列應(yīng)變傳感器設(shè)計用于混凝土、砂漿、合成樹脂等材料固化過程中的應(yīng)變測量。

特點：

  • 可用于擋土墻、鋼支柱、板樁等的表面應(yīng)變測量
  • 自溫度補償傳感器，線性熱膨脹系數(shù)接近混凝
  • 低彈性模量允許在固化的早期階段進行內(nèi)部應(yīng)變測量

微型土壓力計

PDA-PB和PDB-PB超小壓力傳感器的敏感元件直徑為7.6mm，厚度為2mm，并且擁有簡單的防水結(jié)構(gòu)，因此可用于短時間的水下測量。

特點：

  • 小型，易于操作
  • 模型測試的理想選擇，可用于水下測量

微型孔隙水壓力計

KPE-PB小型孔隙水壓力計可用于模型試驗中的孔隙水壓力測量，具有抗側(cè)向壓力的雙重結(jié)構(gòu)，可實現(xiàn)精確測量。

特點：

  • 雙重結(jié)構(gòu)不受外部側(cè)向壓力影響
  • 結(jié)構(gòu)小巧，易于操作

 

動態(tài)應(yīng)變測試系統(tǒng)

TMR-300系列是一款小型多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，可根據(jù)測量目的連接多種傳感器測量單元。它小型輕量，不僅可以在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)如機械、橋梁等有限空間內(nèi)輕松安裝，而且可實現(xiàn)移動物體如汽車、飛機和船舶上的測量。

主要參數(shù)：

  • 支持多種傳感器輸入，如應(yīng)變、溫度、電壓、轉(zhuǎn)速等
  • 最多測量80通道（同步連接4臺控制單元最多可測320通道）
  • 單元間的分布連接
  • 支持高分辨率模式（0.1×10-6）（全橋應(yīng)變單元和應(yīng)變1G2G4G單元）
  • 采樣速度最高達100kHz
  • 提供USB和LAN接口
  • 最大支持32G SD卡
  • 斷電恢復(fù)后自動重啟測量
  • 配備UPS電路
  • DC電源供電
  • 結(jié)構(gòu)緊湊防振，適于車載測量
  • 可根據(jù)需要組合多種測量單元

振動信號采集與分析系統(tǒng)

德維創(chuàng)通用型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是目前性能比較綜合的動態(tài)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其配合不同的采集板卡，可測量應(yīng)變、電壓、電流、IEPE、電阻、電位計等不同信號?？啥嗤ǖ劳綔y量振動信號。A系列一體化機箱設(shè)計，集成了數(shù)據(jù)采集與分析。使測量更加便攜和方便，隨時隨地都能進行復(fù)雜的測試和數(shù)據(jù)分析處理。

主要參數(shù)：

  • 每通道采樣率：200kHz
  • 集成數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)，一體機設(shè)計
  • 內(nèi)部存儲120GSSD
  • 接口類型：網(wǎng)絡(luò)接口
  • 電壓: 最高量程±10V,單端或差分輸入,AC/DC耦合
  • 橋路: 全橋/半橋/1/4橋,帶橋路校準功能
  • ICP: 4 mA 恒流源激勵
  • 溫度: Pt100 ~ Pt 2000
  • 電位計:10 Ω~ 30 kΩ 電阻

 

 

 

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