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六度空間振動臺，多軸協同實現振動測試

產品詳情

六度空間振動臺，又稱多軸振動模擬系統，是一種精密的力學環境測試設備。它能夠同時在三個平移方向（X、Y、Z軸）和三個旋轉方向（繞X、Y、Z軸轉動）上對產品施加精確控制的振動激勵，從而真實地模擬產品在運輸、使用及服役過程中所經受的復雜、多維的振動環境。該系統集成了機械、電子、控制和軟件技術，是評估產品結構完整性、可靠性和動態性能的關鍵裝備。

六度空間振動臺，多軸協同實現振動測試

用途

該設備廣泛應用于需要對復雜振動環境進行仿真的領域，主要包括：

• 航空航天： 衛星、火箭部件、航空電子設備在發射與飛行過程中的多維振動測試。

• 汽車工業： 整車及零部件（如電池包、發動機）在道路行駛時的多向振動與疲勞耐久測試。

• 電子電器： 精密電子元器件、服務器、電子設備抗復雜振動能力評估。

• 國防： 雷達、通信設備在野戰環境下的適應性及可靠性驗證。

• 包裝運輸： 評估產品及其包裝在復雜物流環境下的防護性能。

技術參數

• 自由度： 六個（沿X、Y、Z軸的直線運動和繞三軸的旋轉運動）。

• 推力： 根據型號從幾kN到數百kN不等。

• 頻率范圍： 通常DC（0Hz）至500Hz或更高，適用于大多數工程仿真場景。

• 位移： 峰值可達±100mm或更大，以滿足大振幅測試需求。

• 速度： 通常為1-2m/s。

• 加速度： 根據負載和頻率變化，可達10-100m/s2量級。

• 控制通道： 多通道數字控制系統，支持6通道同步控制和反饋。

• 臺面尺寸： 可根據測試樣品定制，從數百毫米到數米。

產品結構

系統主要由以下幾大部分構成：

1. 臺面系統： 高強度鋁合金或鋼制臺面，用于安裝試件，具有高剛度、輕量化特點。

2. 作動器系統： 核心是六個電液或電動伺服作動器，以特定的空間幾何結構（如Stewart平臺結構）連接底座與臺面，提供六個方向的驅動力。

3. 伺服動力系統： 包括伺服閥、泵站、蓄能器（電液式）或大功率放大器（電動式），為作動器提供能量。

4. 控制系統： 基于DSP（數字信號處理器）的多通道閉環控制器，負責運行控制算法，精確驅動六個作動器協同工作。

5. 測量系統： 安裝在臺面和試件上的傳感器（如加速度計），實時采集振動數據并反饋給控制器。

6. 安全保護系統： 包含急停按鈕、軟件限位、過載保護等，確保人機安全。

產品性能

• 高精度協同控制： 核心優勢在于能精確解耦和控制六個自由度上的運動，實現真實的復雜振動波形復現。

• 高剛性與高負載： 結構設計堅固，可承載數噸重的試件并保持高性能。

• 寬頻帶覆蓋： 能夠覆蓋從低頻到中高頻的寬泛頻率范圍，滿足多種測試標準。

• 出色的重復性： 數字控制系統確保了測試條件的高度一致和結果的可比性。

• 強大的軟件功能： 控制軟件支持隨機振動、正弦掃頻、波形復現、路譜仿真等多種高級測試模式。

工作原理

其工作原理基于空間運動學和解耦控制。系統通過六個作動器的協同伸縮，合成出臺面在六個自由度上的任意運動。工作時，控制軟件首先設定目標譜（如PSD譜）或時域波形。控制器根據設定值，通過復雜的逆動力學算法，計算出驅動六個作動器所需的獨立指令信號。作動器按指令動作，推動臺面運動。同時，測量系統實時監測臺面的實際振動響應（六通道加速度/位移），并將其反饋給控制器。控制器將反饋信號與目標信號進行比較，實時修正驅動信號，形成一個高精度的閉環控制，確保臺面運動精確跟蹤預設的振動環境。

重要性

六度空間振動臺的重要性在于它將振動測試從簡單的單軸依次激勵提升到了真實的多軸同步激勵水平。產品在實際環境中受到的振動是多方向同時作用的，傳統單軸或雙軸臺無法準確模擬這種耦合效應，可能導致測試不充分，掩蓋潛在故障。該設備能更早、更準確地暴露產品的結構缺陷、連接故障和疲勞薄弱點，對于提高航空航天、汽車等領域的裝備可靠性、安全性和市場競爭力具有不可替代的作用。