用实采数据创建振动测试

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在振动测试中,测试工程师创建的振动试验条件,需要尽可能地接近真实世界的振动。只有这样,才能确保产品能够经受住其在寿命周期内经历的各种振动。

这里介绍几种测试开发方法,利用实际的现场数据,来复现产品的原始的振动环境。最终生成的测试文件可以紧密地反映—或者等效—产品实际经历的振动环境。

FDS: 加速的随机测试

产品在使用过程中,问题是逐渐显现出来的,裂纹或变形可能会慢慢产生,并在多年后才会出现。因此,测试标准可能要求测试文件能反映产品整个寿命周期内发生的疲劳。疲劳损伤谱(FDS)就是这样的测试开发工具,使用随机数据记录计算整个寿命周期内的疲劳损伤。

VibrationVIEW中的FDS测试文件设置

 

一般通过简单地频域分析,就可以产生平均或峰值保持的功率谱密度(PSD)。PSD可以显示这段时间内的平均/峰值能量对产品的影响,但它不能可靠地加速,也不能反映整个的产品寿命周期。

使用FDS开发的随机试验,能更好地体现现场环境造成的疲劳损伤。工程师还可以对FDS进行加速,在更短的时间内产生总寿命周期的疲劳损伤。

FDS是显示单个波形或系列波形产生的累积损伤的曲线图。波形来源于产品在其整个使用寿命中所处的不同环境。然后用雨流循环计数法计算累积损伤。

出于测试目的,可以使用Henderson-Piersol的潜在损伤谱将FDS转换为PSD谱。多个时间历史数据可以转换为单个PSD测试文件。

FDS生成的PSD是一个累积谱,代表了产品在所有组合环境中所经历的疲劳损伤。

SRS: 复合冲击测试

冲击测试对于确定产品在冲击事件期间和之后的物理和功能性能是不可或缺的。冲击事件的范围很广,从小型和可预测的瞬态冲击,一直到大型和不可预测的地震。

简单的 SRS 模型

 

经典的冲击试验是控制时域中规定的加速度脉冲波形。相比之下,冲击响应谱则是在频域(SRS域)中的定义。

SRS不是产品的真实响应,而是理论响应。它显示了一系列单自由度弹簧阻尼系统对冲击事件的响应。许多行业使用SRS进行开发和测试;在某些情况下,所需的反应谱(RRS)被定义为产品鉴定规范的一部分。

测试专用的SRS可以使用小波控制。小波控制使用记录的波形作为初始值,然后使用反馈控制对其进行微调。该方法可确保控制通道满足规定的需求SRS。

VibrationVIEW中的SRS功能包括多种波形合成生成技术。工程师可以手动调整基础小波的参数,或者让VibrationVIEW自动创建并运行测试。

STAG: 加速的正弦加随机测试

正弦振动和随机振动通常会同时发生,正弦加随机(SoR)测试反映了这种真实的振动情形。SoR测试适用于显著的正弦振动与宽带随机振动混合的环境,如发动机、变速箱、变速箱、电动机、泵、轴承、驱动轴等。安装在这些环境中及其周围的部件需要适当的测试文件。

正弦振动中某频率的幅值是恒定不变的,而随机振动中各个频率的幅值都是变动的。如果正弦振动超过随机振动的量级,则测试曲线中应包括正弦振动,以准确表示当前振动环境。

FDS是创建随机测试的公认有效的方法。然而,FDS不适合处理正弦成分。相比之下,SoR测试可以分为背景随机振动部分和正弦振动部分。

ObserVIEW中的STAG对话框

 

VR公司开发了正弦追踪分析和生成(STAG),用于追踪、加速和生成SOR测试文件,并在振动台上复现该振动环境。

STAG测试开发程序,可以进行阶次分析、阶次提取、正弦曲线创建,实现从记录数据中分离、提取和创建一个或多个加速正弦曲线。VibrationVIEW 软件对剩余的随机部分进行FDS分析和加速。

测试工程师通过对提取的正弦、随机部分加速,最终生成一个测试文件,该测试文件可以代表具有显著正弦成分的真实的复合振动环境。

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日期

Tue, 08 Mar 2022 06:38:10 +0000

作者

VR China

类别

通用