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振動試驗入門 其他相關(guān)事項3 加振方向的橫縱比
加振方向的橫縱比（cross-talk）
振動臺在加振方向按照試驗條件進行振動，理想條件下是希望只在振動方向上振動，但是由于振動臺內(nèi)部等各種原因（比如上下支撐機構(gòu)的消耗磨損等原因），會在與振動方向垂直平面（XOY平面）內(nèi)也產(chǎn)生微小的振動，一般此振動稱為橫向振動（與主振方向垂直平面上的振動，也可以理解為在垂直平面內(nèi)的振動分量。），振動方向定義為縱向振動（主振方向上的振動），在垂直方向振動比較好理解，水平方向振動比較難理解，需要轉(zhuǎn)個90度后才好理解，本文以垂直方向振動進行說明。
加振方向的橫縱比T（cross-talk）具體是指垂直于振動方向的平面上各個頻率下的最大振幅的矢量和與振動方向的振幅之比。如下圖，某頻率下的橫縱比為
產(chǎn)生橫向振動的主要原因有，
? 活動系統(tǒng)的質(zhì)量不均勻分布，使幾何重心偏移；
? 驅(qū)動線圈繞制的螺旋升角；
? 環(huán)形氣隙中磁通密度的不均勻分布；
? 彈性支撐系統(tǒng)的不對稱或剛度不一致。
橫向振動的缺點主要有以下幾個方面，第一，影響試驗精度，主振方向的加速度在其垂直平面上有振動分量，欠試驗。嚴(yán)重時，試驗作廢。第二，導(dǎo)致試驗中的偏心力矩增大，偏心距過大的試驗體可能會損壞試驗臺體內(nèi)部機械機構(gòu)。第三，由于主振方向垂直平面上的振動分量，對于一些特殊的試驗體，增加了額外的振動分量，導(dǎo)致試驗體破損。
對于橫縱比（cross-talk）的要求，國際和IEC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為：當(dāng)頻率低于或等于500Hz時，應(yīng)不大于50%；當(dāng)頻率大于500Hz時，應(yīng)不大于100%。對于小樣品可以規(guī)定為25%以內(nèi)。在特殊情況下，例如大而復(fù)雜的試驗體，特別是重心不在振動臺中心線上的試驗體以及要進行高頻試驗的場合，允許大于100%。這些要求看起來感覺很低（振動臺技術(shù)條件和檢測方法標(biāo)準(zhǔn)中要求通常在15%-25%之間），但是實際中上述要求很難滿足。因為這些要求是指振動臺上裝著試驗體（含夾具）后，在檢測點上的要求，而15%-25%的要求是振動臺空載或剛性負(fù)載下的要求。在實際試驗中，若檢測點上的橫縱比達(dá)不到要求，可以通過改用推力大的振動臺或通過改進夾具和安裝等方法來滿足。
橫縱比的測量，需要借助一個三軸的加速度傳感器和多輸入通道的振動控制儀來完成。三軸加速度傳感器分別對應(yīng)上圖中的Z方向（主振方向）、X方向（XOY平面內(nèi)的X軸）、Y方向（XOY平面內(nèi)的Y軸）。裝載好試驗體，將三軸傳感器固定在需要測量橫縱比的檢測點（一般建議臺面中心處）上，按照試驗條件進行試驗，通過試驗數(shù)據(jù)和計算公式，即可得到試驗條件下，各個頻率對應(yīng)的橫縱比。此方法目前國內(nèi)普遍采用，但需要指出的是此法適用于低頻（50Hz-500Hz）下的測量，高頻下誤差還是比較大的，因為壓縮型三軸加速度傳感器高頻下的橫向頻響差（該類型加速度傳感器自身的橫縱比差）。
如何解決橫縱比差的問題，主要方法有以下幾點，
? 骨架質(zhì)量重心與幾何重心盡量重合；
? 動圈繞制的螺旋升角盡量減??；
? 氣隙磁場密度盡量分布均勻；
? 支撐彈簧剛度一致并對稱；
? 低頻時對導(dǎo)向機構(gòu)加以限制，高頻時提高動圈骨架的橫向剛度，使其一階橫向共振頻率高于工作頻率上限。
這些方法主要是生產(chǎn)廠家需要來對應(yīng)的，基本上設(shè)備出廠前都滿足振動臺檢測標(biāo)準(zhǔn)的。而對于用戶來說，出現(xiàn)橫縱比過大的問題，一般是夾具設(shè)計的問題，試驗體過大，還有一個主要問題就是上下支撐機構(gòu)的零部件損耗。所以，建議用戶在使用振動臺時，每年或稼動時間超過3000小時后，安排生產(chǎn)廠家對振動試驗機進行點檢，更換掉易磨損的零部件，這樣就可以盡最大可能避免掉此問題的發(fā)生。
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