在瀏覽振動試驗機的產(chǎn)品目錄時,同一臺設(shè)備,,可以看到隨機推力最大有效值一般都在正弦最大推力的80%附近,。另外,在計算隨機推力的時候,,一般廠家都會推薦隨機加速度的有效值控制在正弦最大加速度的1/3以下,。下面?zhèn)€人就對這兩句話的理解,進行說明,。 正弦振動試驗 當初相位為零的時候,,其函數(shù)式可以表示為, A(t)= Ap sin(ωt) 其中,,Ap為正弦加速度最大值,,角速度ω =2π/T。對應一個周期(T)的 函數(shù)式代入,,通過積分計算得到(計算結(jié)果適用于整個正弦試驗過程),, 隨機振動試驗 假設(shè)隨機振動是一個平穩(wěn)的、遍歷的和滿足正態(tài)分布的過程,,一般隨機振動的位移平均值為0,,所以其位移的概率密度函數(shù)為, p(x)---振動位移幅值概率密度函數(shù),, x---位移瞬時幅值 ρ---位移標準偏差 隨機振動位移的產(chǎn)生是由振動控制儀通過內(nèi)部的計算產(chǎn)生,,對應的加速度和速度也可以理解為符合正態(tài)分布,,所以加速度的概率密度函數(shù)為 p(A)---振動加速度幅值概率密度函數(shù), A---加速度瞬時幅值 σ---加速度標準偏差 通過加速度的概率密度函數(shù)可以計算隨機振動加速度的 其實,,隨機的絕對平均值和正弦的絕對平均值是可以同樣看待的,兩者相等即表示振動的能量相同,。于是可以得到,, 上式中可以看出,當正弦最大加速度為Ap時,,對應的隨機振動加速度有效值為其的80%,。通過牛頓第二定律,可以計算出隨機推力最大有效值一般都在正弦最大推力的80%附近,。 接下來,,我們來理解在計算隨機試驗推力的時候,隨機加速度的有效值控制在正弦最大加速度的1/3以下這句話,。因為隨機振動時控制儀產(chǎn)生的加速度符合正態(tài)分布,,μ為加速度平均值(一般μ= 0),σ為加速度標準方差,,也就是加速度有效值(均方根值A(chǔ)rms隨機),。 通過計算我們可以知道,隨機加速度落在±σ范圍內(nèi)的概率是68.27%,,在±2σ內(nèi)的概率是95.45%,,在±3σ內(nèi)的概率是99.73%,σ對應的系數(shù)1,、2,、3…就是控制儀里面的削波系數(shù)。所以,,當通過PSD計算出隨機加速度有效值后,,實際在試驗中產(chǎn)生的瞬時加速度為有效值的±3倍(偶爾也會±5~6倍,負值代表反方向),。這就是計算推力時,,隨機加速度的有效值控制在正弦最大加速度的1/3以下的由來,當然削波系數(shù)設(shè)定為3,。當有效值較小的時候,,削波系數(shù)可以使用控制儀中的默認值。 綜上所述,,在隨機試驗計算推力的時候,,主要還是需要考慮有效值,盡量將加速度有效值控制在正弦最大加速度的1/3以下,也就是說當試驗機的正弦最大加速度為1000m/s2時,,其對應的隨機加速度有效值最大333.3m/s2,,即隨機試驗對應的最大有效推力是正弦試驗最大推力的1/3,。這是一個最保險的方法,一般不會損壞振動試驗機,。
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