電動振動臺運動部件的特性分析與仿真

秦亞明，鮑俊宇，孫險峰

(1.北京航天希爾測試技術有限公司，北京 100075；2.中機試驗裝備股份有限公司，吉林 長春 130103)

1 引 言

電動振動臺是傳統的試驗測試平臺，通過運動部件的往復運動將電能轉化為機械能，從而完成正弦掃頻、隨機、沖擊(沖擊響應譜)及波形復現等相關試驗與驗證，是目前國內外應用較為廣泛的試驗設備。諧振頻率、使用頻率范圍、橫振比、均勻度等是電動振動臺的關鍵指標，這些指標均由運動部件的結構決定。運動部件的諧振頻率與使用頻率越大，電動振動臺的試驗能力越強。如何通過增加約束或改變運動部件的結構等方式有效地降低運動部件臺面的橫振比與均勻度，這是運動部件結構設計的難點。

以往通過兩自由度物理模型的簡化與經驗估算方法獲得運動部件的諧振頻率，從而完成樣機的設計、制造及測試，再根據測試結果不斷地對運動部件的結構進行改進，從而獲得較為理想的電動振動臺的性能。但是，運動部件的橫振比、臺面均勻度等性能參數無法通過計算提前獲得，這會影響振動臺的設計效率，并增加研發的成本。為解決上述問題，本文利用模態與動態頻率響應方法，對運動部件的主要參數進行仿真，并與測試結果進行比較，將有限元方法應用于運動部件的結構設計中。

2 物理模型及簡化計算方法

運動部件由運動骨架(一般為鑄鋁或鑄鎂合金)與按順序繞制的具有一定匝數的銅或鋁制線圈組成。……