1、工作原理

• 加速度傳感器：加速度傳感器是振動臺沖擊試驗中最常用的傳感器之一。其基于壓電效應、壓阻效應或電容效應等原理工作。以壓電式加速度傳感器為例，當振動臺產生沖擊時，傳感器內部的壓電晶體受到慣性力的作用而產生電荷，電荷的大小與加速度成正比。通過測量電荷信號并轉換為電壓信號，即可得到沖擊過程中的加速度時間歷程。壓阻式加速度傳感器則是利用半導體材料的壓阻效應，當加速度作用于傳感器時，半導體材料的電阻發(fā)生變化，通過測量電阻變化來確定加速度大小。電容式加速度傳感器通過測量電容極板間距離或介質介電常數(shù)的變化來反映加速度的變化。

  2、應用領域

• 航空航天領域：

  • 飛行器結構強度測試：在飛機、衛(wèi)星等飛行器的研制過程中，需要對其結構進行大量的振動臺沖擊試驗，以模擬飛行器在起飛、降落、飛行過程中可能遇到的各種沖擊載荷，如氣流沖擊、著陸沖擊等。通過在飛行器結構上安裝加速度傳感器、應變傳感器等，測量結構在沖擊過程中的響應，評估結構的強度和可靠性，確保飛行器在極端條件下的安全性。

  • 航空發(fā)動機部件試驗：航空發(fā)動機的部件，如葉片、盤軸等，在工作過程中會承受高溫、高壓、高轉速等復雜的載荷環(huán)境，其中沖擊載荷對其性能和壽命有重要影響。利用振動臺沖擊試驗，結合力傳感器、應變傳感器等，可研究發(fā)動機部件在沖擊載荷下的力學行為，優(yōu)化部件的設計和材料選擇，提高發(fā)動機的可靠性和耐久性。

• 汽車工業(yè)：

  • 汽車零部件可靠性評估：汽車的許多零部件，如發(fā)動機、變速器、懸掛系統(tǒng)、車身結構等，都需要進行振動臺沖擊試驗，以驗證其在不同路況和行駛條件下的可靠性。通過在零部件上安裝加速度傳感器、位移傳感器等，模擬汽車在行駛過程中遇到的坑洼、減速帶等沖擊情況，測量零部件的響應，評估其抗沖擊能力和疲勞壽命，為零部件的優(yōu)化設計和質量控制提供依據。

  • 汽車碰撞安全性研究：在汽車碰撞試驗中，振動臺沖擊試驗是一種重要的輔助手段。通過在模擬碰撞試驗中使用加速度傳感器、力傳感器等，測量車輛在碰撞瞬間的加速度、沖擊力等參數(shù)，分析車輛的碰撞安全性，為汽車的被動安全設計，如安全氣囊、安全帶等的優(yōu)化提供數(shù)據支持。

• 電子設備制造業(yè)：

  • 電子產品抗沖擊性能測試：隨著電子設備在各種惡劣環(huán)境中的廣泛應用，其抗沖擊性能變得越來越重要。例如，手機、電腦、通信設備等電子產品在運輸、使用過程中可能會受到跌落、碰撞等沖擊。通過振動臺沖擊試驗，使用加速度傳感器等測量設備在沖擊過程中的響應，評估電子產品的抗沖擊能力，優(yōu)化產品的結構設計和包裝方案，提高產品的可靠性和使用壽命。

  • 電子元器件篩選：在電子元器件的生產過程中，振動臺沖擊試驗可用于篩選出質量不合格或抗沖擊性能差的元器件。通過對大量元器件進行沖擊試驗，并結合加速度傳感器等測量其響應，剔除那些在沖擊過程中出現(xiàn)性能下降或損壞的元器件，確保用于電子產品組裝的元器件具有良好的質量和可靠性。

• 機械工程領域：

  • 機械產品動態(tài)性能研究：各種機械產品，如機床、起重機、工程機械等，在工作過程中會受到不同程度的沖擊載荷。通過振動臺沖擊試驗，安裝加速度傳感器、位移傳感器等，研究機械產品在沖擊條件下的動態(tài)性能，如振動特性、響應時間、穩(wěn)定性等，為機械產品的優(yōu)化設計、性能改進和故障診斷提供依據。

  • 材料力學性能測試：振動臺沖擊試驗還可用于材料的力學性能測試，特別是在研究材料的動態(tài)強度、韌性、疲勞等方面具有重要作用。通過對不同材料制成的試件進行沖擊試驗，并結合應變傳感器等測量其應力 - 應變響應，獲取材料在沖擊載荷下的力學性能參數(shù)，為材料的研發(fā)、選型和應用提供參考。

• 建筑結構領域：

  • 建筑構件抗震性能評估：在建筑結構的抗震設計中，需要對建筑構件，如梁、柱、墻等進行振動臺沖擊試驗，以模擬地震作用下構件的受力情況。通過在構件上安裝應變傳感器、加速度傳感器等，測量構件在沖擊過程中的應變、加速度等響應，評估構件的抗震性能，為建筑結構的抗震設計和加固提供科學依據。

  • 橋梁結構動力特性研究：橋梁在使用過程中會受到車輛荷載、風荷載、地震等多種動力載荷的作用。通過振動臺沖擊試驗，結合加速度傳感器、位移傳感器等，研究橋梁結構的動力特性，如固有頻率、振型、阻尼比等，為橋梁的設計優(yōu)化、健康監(jiān)測和維護管理提供技術支持。