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1、振动实验台的设计及测试系统开发振动实验台的设计及测试系统开发目录毕业论文任务书开题报告指导教师审查意见评阅老师评语答辩会议记录中文摘要外文摘要前言1概述11.1国内外振动台的现状11.2振动台的发展趋势及研究主攻方向11.3振动量测试的发展趋势及研究主攻方向22总体方案设计43主机结构设计53.1电动机的确定5 3.1.1电动机的分类5 3.1.2电动机的选择73.2传动机构的确定7 3.2.1传动机构的分类7 3.2.2传动机构的选择8 3.2.3带的选择及计算113.3振动源的设计11 3.3.1产生正玄波位移的凸轮的设计12 3.3.2产生三角形波位移的凸轮的设计133.4振动台台架的设
2、计133.5校核13 3.5.1计算悬臂梁受的力14 3.5.2校核顶杆的强度154测试系统方案设计154.1测试系统的构成154.2测试系统的设计步骤154.3传感器的确定15 4.3.1传感器分类17 4.3.2传感器选择204.4 A/D转换器的确定20 4.4.1 A/D转换器的分类20 4.4.2 A/D转换器的选择225测试软件开发225.1 MicrosoftVisualBasic6.0简介22 5.1.1 Visual Basic集成开发环境225.2设计VB应用程序的步骤25 5.2.1设计用户界面25 5.2.2设置属性25 5.2.3编写代码26 5.2.4保存和运行调试
3、工程、生成EXE文件265.3振动台性能曲线测试系统软件开发26 5.3.1软件简介26 5.3.2特点26 5.3.3系统要求27 5.3.4运行界面介绍276设计小结32参考文献33致谢34附录35附录一35附录二36附录三38附录四45附录五55附录六62振动实验台的设计及测试系统开发摘要这篇文章介绍了振动实验台的设计及其测试系统开发。振动实验台就是用来做振动试验的一种装置。本文对振动实验台的国内外现状以及发展趋势和这次所设计的机械振动实验台的整个过程都作了详细的论述。这次设计分为机械设计和测试系统开发两个部分。本次设计主要是争对教学实验的设计，所以在机械设计部分中的传动机构的设计，激振
4、装置的设计，以及台架的设计都经过方案的筛选。最后选用悬臂梁机械振动台，其激振装置是设计了一个能产生正玄波位移的凸轮和一个能产生三角波位移的凸轮。在测试系统开发部分根据需要选择了一些先进的测试仪器，比如位移传感器和速度传感器以及A/D转换器，并且基于用VB语言编写程序所实现的测试软件的开发以便得到激振装置所产生的位移和速度曲线，然后得到振动台的振动规律。关键词振动实验台 悬臂梁 振动测量 传感器 测试系统 程序全套图纸，加153893706The Design of The Shake Testing Table and Tested Systematic DevelopmentAbstract
5、This article has introduced the design of the shake testing table and tested systematic development. The shake testing table is a kind of device that is used for doing shake testing . This article make detailed argumentation to domestic and international current situation with development trend and
6、the whole course of designing mechanical shake testing table . This design is divided into two parts which is mechanical design and tested systematic development. The design is mainly design that contends for experimenting to the teaching, so the design of transmission organization , the design of d
7、evice to defy shake and the design of a shelf in the machinery all pass the screening of the scheme. So in tested systematic development choose some advanced testers according to the need, for example moves to spread the feeling machine and speeds to spread the feeling machine and the A/ D conversio
8、n machines and also on the basis of programming with VB which is realized the development of a testing software, in order to be arouse to flap to equip the produce to move and the speed curve, then get the vibration regulation of vibrate the pedestal. Key wordsshake testing table Hang the arm beam s
9、hake measure sensor testing system programme1 概述1.1 国内外振动台的现状对许多人来说，振动试验台是一个冷僻的专业词汇，恐怕大部分人不知其为何物。实际上，振动试验台应用范围极广，大到火箭制造，小到饼干的生产，都需要做振动试验。这样一种被广泛使用的关键设备，过去很长一段时间，由于受多种技术的制约，我国所使用的振动试验台大多一直依靠国外进口。20世纪70年代，在国内，振动试验台有“1吨推力1吨金”之说，进口1台1吨级的振动试验台需要花费价值1吨黄金的代价。而且，欧美等发达国家长期以来都对中国实行中高端技术与产品的禁运。以前，这些国家对中国禁运1吨以上
10、的电动振动台，时至今日，5吨以上推力的电动振动台仍被禁止运到中国销售，不仅振动台的心脏部件不允许进入中国，哪怕一个光标都不允许中国进口。近年来，我国有关部门完全摆脱了模仿、消化、吸收等传统模式，大胆采用新工艺、新技术、新材料，用全新的创造、最优化的设计、完全自主独立的知识产权开发电动振动试验系列产品，形成了产业化、规模化和国际化的特色。近3年来，苏州东菱连创国内新高：开发设计成功的6吨风冷电动振动台，填补了我国大推力风冷式电动振动台的空白。在此产品的基础上又扩展出国际上最大推力的7吨风冷式电动台。今年4月，企业研制成功了我国最大的16吨水冷式电动振动台，性能指标全面赶超世界先进水平，标志着我国
11、研制大推力电动振动试验系统的能力和水平跻身国际先进行列。1.2 振动台的发展趋势及研究主攻方向当前，我国工业生产的特点是产品品种多、更新快和市场竞争激烈。由于电子、电工及材料技术的提高和机械设计方法的改进，为振动试验系统的发展提供了机遇，而且随着技术投入的加大，将会为振动试验提供更可靠、高效率、低成本的设备。因此，振动实验台的发展的趋势是非常明显的。60年代，为满足航天产品振动试验的需要，开始了振动试验系统的研制，包括推力10N至100kN的振动台及各种振动测量仪表和传感器。目前，振动试验设备不仅在航天领域而且在其他行业发挥着作用，成为一项重要民品。用于振动试验的振动台系统从其激振方式上可分为
12、三类：机械式振动台、电液式振动台和电动式振动台。从振动台的激振方向，即工作台面的运动轨迹来分，可分为单向(单自由度)和多向(多自由度)振动台系统。从振动台的功能来分，可分为单一的正弦振动试验台和可完成正弦、随机、正弦加随机等振动试验和冲击试验的振动台系统。(1) 机械式振动台 由于其性能的局限，今后用量会越来越小。 (2) 电液式振动台 因其大推力、大位移可以弥补电动振动台的不足，在未来振动试验中仍将发挥作用，尤其是在船舶和汽车行业会有一定市场。 (3) 电动振动台 将是未来振动试验的主要设备，其制造技术会在两个方面有所发展。一是新材料的应用，随着大型磁性材料成本的降低，大型的永磁振动台将成为
13、可能，这种振动台结构简单，节约能源，且有高可靠性。功率放大器会采用更多的数字化和模块化的电路，体积越来越小，效率越来越高。二是新方法的应用，随着有限元方法的推广，复杂结构的动力特性可以准确、快速的计算出来。因为振动台跟汽车等产品相比用户是很少的，只能进行小批量生产，这就便于对不同的用户、不同的试件进行专门设计，实现运动部件与夹具的一体化设计，使每一个实验系统都达到最佳性能。 (4) 多向振动台 许多试验件，尤其是航空航天和船舶行业的试验件，所处的振动环境并不是单自由度，而是多自由度的，显然用目前常用的单方向激振的振动台无法实现真实的振动环境。为了更真实的模拟振动环境，在60年代初期，美国就开始
14、了三向振动台的研制，到70年代已成功的研制了工作频率较高、失真度较小的三向振动系统。80年代，702所也开始了这方面的研究。多向振动台有电动式和液压式，电动式可以实现高的工作频率和低的波形失真，而液压式适合于低频工作，容易实现大激振力。目前三向及多向振动系统在美、日等国家应用较多，在我国使用还很少。但随着技术的日益成熟，多向振动台将以其自身的性能优势和高的工作效率得以推广。1.3 振动量测试的发展趋势及研究主攻方向振动量测技术的发展是于整个工业生产的发展密切相关的.18世纪,随着世界工业革命的兴起,生产迅速发展.在工业厂房,机器基础,桥梁等领域中,由于机械转速的增大,车辆运载能力,运行速度的提
15、高,经典的结构静力学已不能适应,振动理论这门新的分支应运而生.实际工程中的振动问题是复杂的,单靠理论分析具有其局限性.由于不熟悉结构在新条件下的工作性能,由振动引起的工程倒塌事件大量出现,促使人们设法进行振动试验来验证让结构可靠程度,并寻求结构工作的内在规律为建立新的结构计算理论奠定基础.为此测试设备也随之发展.早期的振动测量仪是机械式的.此外还有多簧式频率计.在40年代,使用叫多的仍然是机械式测试仪,有手持测振仪及盖格尔万能测振仪等.在40年代,电阻应变仪研制成功,其适用范围由静应变测量,逐步发展到动应变测量和振动测量.随着电子技术的发展,测振用的传感器发展很快.按被测参数来分:有唯一,速度,加速度传感器等;按传感器敏感元件工作特点来分:有电动式,磁电式,压电式,压阻式,差容式,应变电阻式等.测试方法上也发展较快.有相位共振发,矢量分析法.附加质量法,附加刚度法,复数功率法,多点激振
