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一、隨機(jī)振動(dòng)控制的實(shí)時(shí)性

1、隨機(jī)振動(dòng)實(shí)時(shí)控制的必要性。隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)是一種有潛在破壞性的試驗(yàn)，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)內(nèi)有關(guān)隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)的規(guī)范（標(biāo)準(zhǔn)）中，一般都規(guī)定功率譜允差范圍為±3dB，這是控制試驗(yàn)精度的指標(biāo)，是為了保證試驗(yàn)中施加于被試產(chǎn)品的隨機(jī)振動(dòng)量級(jí)不會(huì)過(guò)多偏離規(guī)范（標(biāo)準(zhǔn)）的要求，以確保試驗(yàn)的可信性和可比較性。這也是產(chǎn)品試驗(yàn)安全性的需要。從另一角度講，上述試驗(yàn)過(guò)程中有了偏差時(shí)，顯然希望控制系統(tǒng)能快速“均衡”，使控制譜迅速進(jìn)入規(guī)定的允差范圍之內(nèi)。對(duì)于一些大型試件，一般是不允許有較長(zhǎng)時(shí)間超差的，尤其是過(guò)試驗(yàn)。因此希望控制系統(tǒng)有很好的實(shí)時(shí)性，一旦因某種原因出現(xiàn)超差，控制系統(tǒng)能“及時(shí)”進(jìn)行糾正。另一方面，在施加振動(dòng)量級(jí)時(shí)，總是從低量級(jí)向高量級(jí)逐漸過(guò)渡，而由于試驗(yàn)系統(tǒng)及產(chǎn)品的非線性傳遞，在從低量級(jí)向高量級(jí)的逐漸過(guò)渡中，控制系統(tǒng)必須不斷地進(jìn)行快速“均衡”，努力做到在這個(gè)過(guò)渡過(guò)程中各個(gè)量級(jí)的功率譜均被控制在允差范圍之內(nèi)。第三，有一些隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)總的試驗(yàn)時(shí)間很短，因此要求從起振到進(jìn)入規(guī)定量級(jí)容差范圍的過(guò)渡時(shí)間盡可能短，這也要求隨機(jī)振動(dòng)控制系統(tǒng)能具有快速“均衡”的能力。綜上所述，在隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)中，控制的實(shí)時(shí)性是我們必須重視的個(gè)問(wèn)題。

2、衡量實(shí)時(shí)性的技術(shù)指標(biāo)。衡量隨機(jī)振動(dòng)控制系統(tǒng)“實(shí)時(shí)性”的技術(shù)指標(biāo)是完成一次閉環(huán)控制的循環(huán)時(shí)間。這是指從A／D采樣開(kāi)始，中間經(jīng)過(guò)快速傅里葉變換、功率譜的比較、修正、逆傅里葉變換、相位隨機(jī)、時(shí)域隨機(jī)化、由D／A接口輸出為止所需要的總時(shí)間。

早期的隨機(jī)振動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)快速傅里葉變換及其逆變換，多采用軟件完成。每一次運(yùn)算耗時(shí)幾百毫秒，故控制系統(tǒng)的循環(huán)時(shí)間主要取決于FFT的計(jì)算時(shí)間。隨機(jī)振動(dòng)控制的實(shí)時(shí)性基本受控于FFT的運(yùn)算時(shí)間。

隨著超大規(guī)模集成電路（SLSI）技術(shù)的高速發(fā)展，出現(xiàn)了專(zhuān)門(mén)用于數(shù)字信號(hào)處理的高速CPU芯片----高速數(shù)字信號(hào)處理器。這種CPU包含乘法器等專(zhuān)用硬件電路，并且具有一套適合于數(shù)字信號(hào)處理的指令系統(tǒng)。用它進(jìn)行FFT運(yùn)算可使運(yùn)算時(shí)間從原來(lái)的秒級(jí)縮短到毫秒級(jí)，運(yùn)算速度提高一兩個(gè)數(shù)量級(jí)。為了適應(yīng)更高實(shí)時(shí)速度的要求，現(xiàn)已生產(chǎn)出專(zhuān)用硬件FFT芯片，這種芯片從數(shù)據(jù)輸入到得出FFT結(jié)果只需要幾百微秒，影響實(shí)時(shí)性指標(biāo)----循環(huán)時(shí)間的另一個(gè)因素是時(shí)域隨機(jī)化。在本章前面已說(shuō)明每采集一幀（如1024點(diǎn)）數(shù)據(jù)的同時(shí)，必須完成一次時(shí)域隨機(jī)化并通過(guò)D／A口發(fā)出。為了減輕主控計(jì)算機(jī)的工作量，加快循環(huán)時(shí)間，目前絕大多數(shù)隨機(jī)振動(dòng)控制系統(tǒng)均單獨(dú)設(shè)置CPU獨(dú)立完成時(shí)域隨機(jī)化及發(fā)送信號(hào)的工作。

實(shí)際上系統(tǒng)的循環(huán)時(shí)間是很難實(shí)測(cè)的一個(gè)指標(biāo)，因?yàn)樵摃r(shí)間受頻帶寬度、譜線數(shù)、平均方式、控制通道等因素的影響，往往由生產(chǎn)廠家根據(jù)其硬件的配置狀況估算出一個(gè)時(shí)間。一般可以通過(guò)另一個(gè)衡量實(shí)時(shí)性的指標(biāo)參數(shù)----“均衡時(shí)間”來(lái)測(cè)試和比較不同系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的能力。由于均衡時(shí)間是指從試驗(yàn)開(kāi)始直至控制點(diǎn)的測(cè)量譜進(jìn)入規(guī)定容差范圍內(nèi)所需要的時(shí)間，而這個(gè)時(shí)間除與回路時(shí)間有關(guān)外還受參考譜形、隨機(jī)信號(hào)方式等因素的影響，故這種比較必須具備相同的條件。

數(shù)字式隨機(jī)振動(dòng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)類(lèi)型。近十幾年來(lái)，數(shù)字式隨機(jī)振動(dòng)控制系統(tǒng)在國(guó)外得到了迅速的發(fā)展。根據(jù)其硬件的組成形式，大體上可分為插卡式、功能擴(kuò)展箱式、儀器結(jié)構(gòu)型、雙機(jī)并行式、計(jì)算機(jī)工作站式等5種。

1）插卡式。插卡式為通用計(jì)算機(jī)插卡結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)是將除通用計(jì)算機(jī)以外的各種擴(kuò)充硬件（如前置和后置放大器、抗混和平滑濾波器、A／D和D／A轉(zhuǎn)換器、高速信號(hào)處理器、時(shí)域隨機(jī)化等）按功能劃分，制成具有通用計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)總線和尺寸的插卡板，可直接插入通用計(jì)算機(jī)現(xiàn)有的總線插槽內(nèi)，就構(gòu)成了插卡式數(shù)字振動(dòng)控制系統(tǒng)的硬件部分。

這種型式的DRVCS系統(tǒng)的硬件構(gòu)成比較簡(jiǎn)單，因而成本較低，便于推廣使用。但由于在計(jì)算機(jī)內(nèi)增加了相當(dāng)數(shù)量的外插卡，在計(jì)算機(jī)的總線驅(qū)動(dòng)能力、機(jī)箱內(nèi)的散熱、消除數(shù)模的相互干擾以及良好的接地等方面需要采取相應(yīng)的技術(shù)措施。而且這種方式對(duì)計(jì)算機(jī)的依賴性很強(qiáng)，一般應(yīng)選擇具有高可靠性的工業(yè)控制機(jī)。

2）功能擴(kuò)展箱式。該型式是將除計(jì)算機(jī)外的控制系統(tǒng)中各種擴(kuò)充硬件，組裝在一個(gè)專(zhuān)用硬件擴(kuò)展箱中。專(zhuān)用硬件擴(kuò)展箱與通用計(jì)算機(jī)之間用傳輸電纜相連。早期采用微機(jī)系統(tǒng)的數(shù)字式隨機(jī)振動(dòng)控制系統(tǒng)，多數(shù)是被動(dòng)式擴(kuò)展箱結(jié)構(gòu)類(lèi)型。該類(lèi)型在制作工藝上要求比較簡(jiǎn)單，在處理接地、干擾、散熱等方面相對(duì)比較容易。但它對(duì)計(jì)算機(jī)可靠性的依賴性仍然很強(qiáng)，而且擴(kuò)展箱和計(jì)算機(jī)之間的通訊傳輸電纜不能太長(zhǎng)，以免雜散電磁波及地線的干擾給控制過(guò)程帶來(lái)不利的影響。

針對(duì)被動(dòng)式擴(kuò)展箱結(jié)構(gòu)的缺陷，近年來(lái)出現(xiàn)了主動(dòng)式擴(kuò)展箱結(jié)構(gòu)。它是在擴(kuò)展箱內(nèi)增加了專(zhuān)用計(jì)算機(jī)單元，使擴(kuò)展箱在試驗(yàn)控制過(guò)程中不依賴外部計(jì)算機(jī)而獨(dú)立完成控制任務(wù)。它與外部計(jì)算機(jī)采用智能性接口連接，其使用性能和可靠性明顯優(yōu)于被動(dòng)式結(jié)構(gòu)。

3）儀器結(jié)構(gòu)型。儀器結(jié)構(gòu)型是將整個(gè)系統(tǒng)制作成一臺(tái)儀器，沒(méi)有通用性計(jì)算機(jī)，采用功能操作鍵進(jìn)行操作。儀器型克服了功能擴(kuò)展箱式的一些缺點(diǎn)，且操作方便，體積小，重量輕，移動(dòng)方便。但這種結(jié)構(gòu)型式的人機(jī)界面不直觀，譜型設(shè)置不方便，功能擴(kuò)展也受到一定的限制。

4）雙機(jī)并行式。這是用一臺(tái)儀器型擴(kuò)展箱配一臺(tái)上位機(jī)（主計(jì)算機(jī)）組成一個(gè)雙機(jī)并行式系統(tǒng)。儀器擴(kuò)展箱可以脫離上位機(jī)獨(dú)立進(jìn)行隨機(jī)振動(dòng)控制，也可以和上位機(jī)相連接，受上位機(jī)的遙控進(jìn)行工作。這樣既可以降低隨機(jī)振動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)計(jì)算機(jī)的依賴，也可以在實(shí)時(shí)控制的過(guò)程中通過(guò)上位機(jī)隨時(shí)顯示、打印出各種中間的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，在人機(jī)界面上也有很大的靈活性。這種結(jié)構(gòu)型式待別適用于多臺(tái)并激振動(dòng)試驗(yàn)、多環(huán)境因素綜合試驗(yàn)、遠(yuǎn)距離遙控試驗(yàn)等場(chǎng)合。但是這種結(jié)構(gòu)類(lèi)型的硬件構(gòu)成比較復(fù)雜，成本也較高。

5）計(jì)算機(jī)工作站型式。近幾年國(guó)外廠商紛紛開(kāi)發(fā)計(jì)算機(jī)工作站型式的DRVCS系統(tǒng)，這種型式往往是為多功能、多任務(wù)的需要而開(kāi)發(fā)的。不僅滿足隨機(jī)振動(dòng)控制的需要，也滿足模態(tài)分析等結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)及其他分析和試驗(yàn)的需要，這種系統(tǒng)可開(kāi)發(fā)的功能多，擴(kuò)展性強(qiáng)，但價(jià)格也昂貴，對(duì)使用維修者的要求也較高。

二、振動(dòng)試驗(yàn)的控制

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)振動(dòng)試驗(yàn)要求越來(lái)越高，為了滿足不同的要求，對(duì)振動(dòng)試驗(yàn)有不同的控制方式。

1、單點(diǎn)控制與多點(diǎn)控制。振動(dòng)控制儀是通過(guò)振動(dòng)臺(tái)上加速度計(jì)的反饋信號(hào)來(lái)調(diào)整給功率放大器的輸人以達(dá)到控制的目的，按照控制點(diǎn)的數(shù)量可以分為單點(diǎn)控制和多點(diǎn)控制。

1）單點(diǎn)控制。當(dāng)振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面較小，試件也比較小時(shí)，一般都采用單點(diǎn)控制，即只安裝一個(gè)控制加速度計(jì)，控制儀根據(jù)該加速度計(jì)反饋信號(hào)與參照信號(hào)比較、調(diào)整輸出達(dá)到控制振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面的目的。嚴(yán)格地講，臺(tái)面上各點(diǎn)的振動(dòng)不會(huì)完全一樣，由于臺(tái)面小，試件小，誤差不會(huì)太大。因此，單點(diǎn)控制就可以滿足試驗(yàn)要求。

2）多點(diǎn)控制。當(dāng)振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面尺寸較大或者試件尺寸較大使振動(dòng)臺(tái)面各點(diǎn)加速度差別較大時(shí)，試件與夾具、夾具與振動(dòng)臺(tái)面之間不同螺栓連接點(diǎn)差別也較大。為了解決這一問(wèn)題，一般采用多點(diǎn)平均控制。通常在螺栓連接處附近布置四個(gè)、六個(gè)或八個(gè)控制點(diǎn)。多點(diǎn)控制可以采用平均控制、最大控制和最小控制。對(duì)正弦振動(dòng)試驗(yàn)而言，控制儀從多個(gè)控制點(diǎn)取得反饋信號(hào)，然后對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行選擇（選最大或最小）或者平均作為最終反饋信號(hào)，對(duì)振動(dòng)臺(tái)進(jìn)行控制。所以多點(diǎn)控制實(shí)質(zhì)上是人工或自動(dòng)方法處理各控制點(diǎn)上的信號(hào)而建立起來(lái)的一個(gè)假設(shè)點(diǎn)，用做真正的控制點(diǎn)。對(duì)隨機(jī)振動(dòng)而言，是先把多個(gè)控制點(diǎn)的反饋信號(hào)作頻城轉(zhuǎn)換，對(duì)各控制譜的譜線進(jìn)行選擇（選取最大或最小），或者平均之后再與參考譜相比較進(jìn)行修正，然后轉(zhuǎn)換成時(shí)域信號(hào)控制振動(dòng)臺(tái)。多點(diǎn)控制采用最大、最小和平均方式對(duì)試驗(yàn)件的效果是不同的。取最小值控制時(shí)。振動(dòng)量級(jí)最大（在同一試驗(yàn)條件下）：取平均控制時(shí)，振動(dòng)量級(jí)次之；取最大控制時(shí)振動(dòng)量級(jí)最小。這就給試驗(yàn)條件制定者有更多的選擇余地，究竟采用哪種形式，要由振動(dòng)試九個(gè)驗(yàn)條件制定者根據(jù)遙測(cè)結(jié)果及各部分響應(yīng)決定。多點(diǎn)控制已是當(dāng)前大型試件試驗(yàn)經(jīng)常采用的控制方法之一。

還有一種叫極限控制。它與多點(diǎn)控制不同，極限控制點(diǎn)一般裝在試件的重要部件附近，防止振動(dòng)試驗(yàn)過(guò)程中某些重要部件振動(dòng)太大造成損壞。極限控制也叫帶谷控制，當(dāng)極限控制點(diǎn)的振動(dòng)超過(guò)給定值時(shí)，原來(lái)的控制值自動(dòng)下降，保持極限控制點(diǎn)的振動(dòng)值不超過(guò)給定值，當(dāng)該點(diǎn)振動(dòng)小于給定值時(shí)，控制值恢復(fù)正常。這樣振動(dòng)臺(tái)面控制曲線在極限通道起作用時(shí)，自動(dòng)形成一個(gè)谷，形似漏斗。這種控制在大型的試驗(yàn)中應(yīng)用越來(lái)越普遍。極限控制又稱(chēng)響應(yīng)控制。

2、運(yùn)動(dòng)控制和力控制。目前大多數(shù)振動(dòng)試驗(yàn)是用運(yùn)動(dòng)控制振動(dòng)臺(tái)，即讓振動(dòng)臺(tái)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)（位移、速度或加速度）滿足試驗(yàn)要求的運(yùn)動(dòng)。認(rèn)為只要振動(dòng)運(yùn)動(dòng)能模擬真實(shí)環(huán)境，那么試驗(yàn)的效果應(yīng)該是與真實(shí)情況接近。運(yùn)動(dòng)模擬的優(yōu)點(diǎn)是參數(shù)易于測(cè)量，便于控制。近年來(lái)，有些專(zhuān)家提出，由于在試驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，試件的機(jī)械阻抗與真實(shí)情況有差別，再加上試驗(yàn)條件不可避免地要進(jìn)行簡(jiǎn)化，如果僅僅是運(yùn)動(dòng)模擬會(huì)造成試件的過(guò)試驗(yàn)或者欠試驗(yàn)，影響其試驗(yàn)的合理性。建議應(yīng)模擬傳給試件的力，這樣會(huì)更合理。這種說(shuō)法有一定的道理，但實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較麻煩，首先，力的測(cè)量遠(yuǎn)比運(yùn)動(dòng)的測(cè)量復(fù)雜，力傳感器必須裝在傳力路線上，有些情況下幾乎是很難實(shí)現(xiàn)的。雖然，控制力的振動(dòng)試驗(yàn)我們也做過(guò)（除把加速度計(jì)改用力傳感器以外，其他儀器設(shè)備都一樣），但力傳感器的安裝受很大限制。例如力傳感器受壓不能受拉，必須估計(jì)拉力后，預(yù)先壓縮才能使用。另外力傳感器必須安裝在傳力路線上，如果有四個(gè)連接螺栓，就必須裝四個(gè)力傳感器，否則就無(wú)法使用。所以，時(shí)至今日，大部分振動(dòng)試驗(yàn)還是采用運(yùn)動(dòng)控制，某些缺陷可以采用其他方法彌補(bǔ)，如極限控制就是防止過(guò)試驗(yàn)的一種方法。而力控制只在特殊情況下使用，如模態(tài)試驗(yàn)等。

3、多臺(tái)并激控制。由于振動(dòng)試驗(yàn)件尺寸越來(lái)越大，試件質(zhì)量的增加以及振動(dòng)量級(jí)的提高，使得有些試驗(yàn)單個(gè)振動(dòng)臺(tái)推力不夠，必須將幾個(gè)臺(tái)并聯(lián)起來(lái)完成同一個(gè)試驗(yàn)。這種試驗(yàn)與以上的試驗(yàn)不同，上述試驗(yàn)中控制儀只有一個(gè)輸出，這里使用的控制儀要有多個(gè)輸出，而且這此輸出必須相互協(xié)調(diào)才能完成同一個(gè)試驗(yàn)。

4、三軸聯(lián)合振動(dòng)控制。試件在實(shí)際使用過(guò)程中，在相互垂直的x．y．z三個(gè)方向同時(shí)承受振動(dòng)環(huán)境。而現(xiàn)在通常的振動(dòng)試驗(yàn)均是單方向的，只是依次進(jìn)行x．y．z三軸向上的振動(dòng)試驗(yàn)。這種試驗(yàn)是基于三軸振動(dòng)沒(méi)有相互影響的假設(shè)下進(jìn)行的，如果相互影響很小也還可以應(yīng)用，但近年已有例子證明有些試件x．y．z三向均經(jīng)過(guò)振動(dòng)考核合格，但在實(shí)際使用中還出現(xiàn)問(wèn)題，其原因就在于三個(gè)方向依次試驗(yàn)不等效于三軸同時(shí)試驗(yàn)。為此，要有一個(gè)實(shí)現(xiàn)三軸聯(lián)合振動(dòng)的試驗(yàn)裝置。這種裝置叫做三向振動(dòng)臺(tái)或橢球振動(dòng)臺(tái)，它實(shí)質(zhì)上是由三個(gè)相互垂直的激振器組合面成。其關(guān)鍵在于連接三個(gè)激振器的臺(tái)面裝置，這個(gè)裝置在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中保證激振器臺(tái)面在三個(gè)方向均不受側(cè)向力，并能承受試件重量。當(dāng)然控制儀也必須能控制三個(gè)方向的參數(shù)，還要有三個(gè)功率輸出分別驅(qū)動(dòng)每個(gè)方向的振動(dòng)臺(tái)。

三、振動(dòng)試驗(yàn)夾具的制作

振動(dòng)試驗(yàn)夾具的材料和制作方法也是影響夾具使用特性的重要因素。

1、制作振動(dòng)試驗(yàn)夾具的材料。制作夾具首先要選擇材料，材料的強(qiáng)度和疲勞特性在夾具研制中很少需要考慮。因?yàn)檎駝?dòng)夾具高頻特性所要求的剛度使得夾具非常結(jié)實(shí)，很少因強(qiáng)度不足而損壞。

重量是夾具最關(guān)鍵的參數(shù)，對(duì)同一尺寸大小的金屬而言，鋁比鎂重1／3，而鋼比鎂重4倍。某些鋁鎂合金的阻尼特性比鋼好，加工也不貴。所以鋁和鎂及鋁鎂合金是最常用的材料。但控制固有頻率的因素是E／p，E是楊氏模量，p是材料密度。對(duì)大多數(shù)金屬來(lái)說(shuō)E／p比值差別不太大，因此設(shè)計(jì)夾具僅靠精選材料并不會(huì)明顯地改變其頻率特性。

鎂合金在機(jī)械加工時(shí)要防止著火，必須加強(qiáng)廠房管理。

2、用整塊原材料機(jī)械加工制造夾具。用機(jī)械加工一塊整料來(lái)制作夾具，這是最快最省的方法。對(duì)于小試件尤為正確。鎂材的機(jī)械加工最快最容易。全部金屬切削工作都能以最高的機(jī)被加工速度進(jìn)行，磨、鐘、鉆和插等都能以任何其他金屬加工難以達(dá)到的加工速度完成。鎂的切削速度比鋁約快20％，是鋼的3倍。

當(dāng)夾具是用螺釘將各部分連接成一體時(shí)，會(huì)出現(xiàn)配合和預(yù)應(yīng)力問(wèn)題。整體機(jī)械加工就避免了上述問(wèn)題。當(dāng)然，試件裝到某一夾具上也還需要一些連接件。

3、螺接夾具。螺接夾具連接方便，并能有多種組合，而且通用性好。但螺接夾具要想獲得很好的性能，無(wú)論在設(shè)計(jì)方面還是在制造方面都需要做相當(dāng)大的努力，應(yīng)用螺接夾具必須注意兩點(diǎn)：

1）配合面要加工到較高的精度。

2）螺栓的預(yù)緊力比最大的分離力至少要大10％。如果沒(méi)有足夠的預(yù)緊力，部件將會(huì)脫開(kāi)并相互撞擊，給正弦、隨機(jī)試驗(yàn)帶來(lái)麻煩。

 當(dāng)部件互相脫開(kāi)又碰到一起時(shí)就引起撞擊。這種撞擊（在示波器上可以見(jiàn)到“毛刺”）常常會(huì)超過(guò)規(guī)定的試驗(yàn)載荷和頻率范圍。這種超載試驗(yàn)時(shí)常造成試件不應(yīng)有的損壞，而且給振動(dòng)臺(tái)的控制造成不穩(wěn)定。

為了使裝配好的零件總是結(jié)合在一起，必須使用大量的高強(qiáng)度螺釘，并擰緊。螺栓跨度要小，否則螺栓間跨度部分會(huì)發(fā)生共振。采用大夾具并要求試驗(yàn)頻率到2000 Hz時(shí)，則要求螺栓間跨度不超過(guò)76mm，用螺栓壓住薄的聚脂條或表面涂有涂層的布條有助于防止局部運(yùn)動(dòng)。

由于鋁材和鎂材柔軟，連接螺栓應(yīng)用粗制螺紋而不是精制螺紋。如果夾具要多次拆卸，螺絲應(yīng)擰進(jìn)鋼制硬螺紋襯套里。螺栓頭應(yīng)緊壓在淬過(guò)火的鋼制平墊圈上，以保護(hù)螺栓頭下面的肩部。

依靠螺栓受剪傳遞振動(dòng)力是危險(xiǎn)的，除小部件或在低加速度情況下，一般不要單獨(dú)依靠螺栓傳遞剪切力，如果可能的話，用某些方法增加各部件間的摩擦力。

4、鑄造夾具。在要求有曲面的地方應(yīng)考慮用鑄造夾具。任何奇形怪狀的試件它都能適應(yīng)，能滿足多方面設(shè)計(jì)要求，如要求一定厚度的截面、變剖面、很多角撐板、復(fù)雜截面等，可以達(dá)到頻率重量之比最大。

采用鑄造夾具的最大理由是鑄造合金阻尼相當(dāng)高。阻尼能降低輸出輸人比，減少共振幅度。但是這種合金的加工性能或焊接性能都不好。具有高阻尼的合金都具有下列共同因素：

1）合金含量低（純鎂比合金要好，但其他性能不好）。

2）相當(dāng)粗糙的粒度（砂鑄比壓鑄好）。

3）屈服強(qiáng)度相當(dāng)?shù)汀?/span>

4）在鑄造狀態(tài)性能最好（一經(jīng)加工，阻尼要損失）。

鎂合金在澆注和熔化的狀態(tài)，始終要使用情性氣體保護(hù)，否則容易出現(xiàn)空隙和氣孔，所以鑄件在機(jī)械加工前要用X射線檢查。

5、焊接夾具。在振動(dòng)試驗(yàn)的早期（20世紀(jì)50年代）曾廣泛使用螺接夾具。其最明顯的缺點(diǎn)是不能防止夾具各部分的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，造成波形有“毛刺”畸變。這樣，鑄造夾具就被普遍采用了，但由于鑄造夾具成本高，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，目前又普遍使用焊接夾具。焊接夾具比鑄造夾具省時(shí)間（是鑄造時(shí)間的1／7）．節(jié)省費(fèi)用（是鑄造的1／3）。但由于過(guò)去有些焊接件在振動(dòng)載荷下斷裂，使大家不愿使用焊接夾具。隨著焊接技術(shù)的提高，逐漸增加了使用焊接夾具的可能性。

6、粘接夾具。粘接夾具比焊接夾具加工周期短而且便宜得多。這個(gè)工藝過(guò)程通常在試驗(yàn)室本身的能力范圍就能完成，只要粗略的草圖作指導(dǎo)，試驗(yàn)室技術(shù)人員就能完成整個(gè)任務(wù)。但粘接夾具只適用于小型夾具。

用金屬膠代替緊固件必須加高溫，用某些環(huán)氧樹(shù)脂就能完成緊固工作。在環(huán)氧樹(shù)脂固化過(guò)程中，有時(shí)用螺栓而不用卡具來(lái)固定試驗(yàn)夾具各部分的相對(duì)位置。

粘接的工藝過(guò)程是嚴(yán)格的，經(jīng)過(guò)脫脂、堿洗、熱水漂洗和空氣干燥，接著鋸割和粗砂打磨，再在配合面涂上約1.6mm厚的環(huán)氧樹(shù)脂，并用幾個(gè)螺栓把配合件連在一起（或用外夾板，或用卡具，根據(jù)需要而定），擠出的環(huán)氧樹(shù)脂要抹光滑，在25℃室溫下固化4h：若用加熱燈或烘箱加熱，時(shí)間可更短。然后拆除螺栓。

7、螺紋襯套。雖然鋼制螺釘可以隨時(shí)擰進(jìn)鋁或鎂一類(lèi)的軟金屬中去，但螺紋可能遭到損壞，這種隱患在振動(dòng)載荷作用下有所增加。而且當(dāng)螺釘反復(fù)擰人和拆卸時(shí)，由于磨損使這個(gè)隱患更進(jìn)一步增長(zhǎng)。在這種情況下，典型的振動(dòng)臺(tái)面、振動(dòng)夾具和中間裝置或轉(zhuǎn)接件等，都應(yīng)該加螺紋襯套，這些襯套通常是用硬鋼制成（為了避免襯套和本體產(chǎn)生電解現(xiàn)象，最好選用不銹鋼），并同軟金屬螺接，這樣就適應(yīng)了機(jī)制螺釘。

還有一種叫鋼絲螺套，用不銹鋼絲繞制而成，里外均是螺紋，將其嵌入鋁或鎂中便于機(jī)制螺釘擰緊。

當(dāng)使用水平滑臺(tái)時(shí)，則應(yīng)注意剪切力，為此一方面應(yīng)注意使夾具各部件間緊密連接，另一方面螺孔要盡量使用脹銷(xiāo)將螺孔“填滿”或用環(huán)氧樹(shù)脂填充。剪切時(shí)的“毛刺”同樣會(huì)造成波形失真，在水平滑臺(tái)位移振幅和螺栓與孔之間的間隙同數(shù)量級(jí)時(shí)，這種橫向撞擊形成的剪切危害遠(yuǎn)大于垂直振動(dòng)。

形狀比較復(fù)雜的曲面形或變厚度、變截面夾具，一般用鑄造的方法制作。鑄造合金的阻尼較大，因而有利于減小共振幅度。對(duì)鑄造好的夾具，一經(jīng)加工、打磨，阻尼會(huì)減小，對(duì)減振不利。鑄造時(shí)，砂鑄比壓鑄好，粗的粒度有利于減振，但鑄造周期長(zhǎng)。

焊接夾具制作比較方便，成本低，但焊接質(zhì)量一定要好，否則焊接件在振動(dòng)時(shí)會(huì)斷裂。焊接夾具比螺接夾具好在無(wú)“毛刺”，比鑄造省時(shí)，但關(guān)鍵是焊接的質(zhì)量要有保證。

對(duì)小型的夾具粘接比焊接快而且節(jié)省費(fèi)用，最常用的是用環(huán)氧樹(shù)脂粘接，國(guó)外有資料表明,螺接、焊接、環(huán)氧樹(shù)脂粘接三者制造同樣的夾具時(shí)，焊接的共振諧頻稍稍高一點(diǎn)，環(huán)氧樹(shù)脂的共振放大倍數(shù)“Q”稍稍低一些，焊接和環(huán)氧樹(shù)脂粘接的共振頻率和“Q”值均大干螺接。

小型夾具也有用環(huán)氧樹(shù)脂澆鑄的，澆鑄時(shí)要注意固化、脫模等技術(shù)的應(yīng)用，以免膠和試件粘連在一起。

對(duì)于更小的零件有時(shí)可用蠟封固，這種辦法在振動(dòng)、沖擊、離心試驗(yàn)中均可采用。

對(duì)于大型而又需重量輕的夾具，有時(shí)可用膠接木板、環(huán)氧樹(shù)脂板、酚醛乙脂布板或紙板以蜂窩狀或塑料泡沫噴注成形等。

來(lái)源于：《力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)技術(shù)》