5.1  简支梁有限元分析 18

5.2  等截面悬臂梁有限元分析 19

5.3  等强度悬臂梁有限元分析 20

6  振动模型振动固有频率分析及计算 22

6.1  简支梁固有频率分析及计算 22

6.2 悬臂梁的固有频率分析及计算 24

7  实验数据及分析 25

7.1 悬臂梁固有频率测试实验 25

7.2 悬臂梁固有频率测试实验 26

8  小型振动试验台的三维虚拟建模与虚拟装配 27

9  结论 29

10 谢辞 30

11 主要参考文献 31

1 设计总说明

1.1 影响、目的、研究方向及要达到的性能指标

振动研究的目的及意义在于摸清振动的一般规律，能对机械结构进行优化设计，对设备的振动情况进行预测或者进行振动的控制，从而保证机械设备获得良好的动态特性和环境适应性，以提高机械设备的总体性能和总体水平。本课题主要研究的是小型振动实验台，它结构简单体积小，重量轻便于安装调试，可完成一些日常的振动测试工作，有效的提高了产品的可靠性。主要的设计内容包括：小型振动实验台大体结构设计、实验台振动系统设计、不同振动之间的干涉对结构的影响等。

本课题的研究范围主要还是集中在机械设计方面，通过基础的零部件设计，激振源及振动方式的选择，以及后期的实验验证完成小型振动试验台设计。

小型振动试验台的设计要求：小型振动实验台是对振动模拟、研究的有力工具，它的本质是对日常生活中产生震动的模拟和再现，但是日常生活中的物体一般体积较大,再现较难成本也会很高。小型震动实验台把振动原件和测试原件小型化，可用于等强度梁、等弯矩梁、简支梁以及悬索结构震动的测量。

1.2 国内外的发展概况及存在的问题

1.2.1  振动实验台概述 

人们对于振动试验台可能很陌生，但在实际上，振动实验台应用范围极其广泛，从航空航天设备检验，到电子零件质量检测，几乎所有的产品都需要做振动检测实验。但是这样一种被广泛使用的关键设备，在相当长的一段时间里，由于受多种制约和技术屏蔽，我国所使用的振动实验台大多完全依靠国外进口，国内无法设计和生产。

20世纪70年代，大型振动实验台的价格就十分昂贵，有“一吨推力一吨金”之说，进口1台1吨级的振动实验台需要花费价值一吨黄金的价值。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，导致中国的震动实验台设计、生产、应用收到了极大地制约。从前这些国家对中国禁运1吨以上的电动振动台，到了今天，5吨以上推力的电动振动台仍被禁止在中国进行销售，不仅仅是振动台的心脏部件激励源不允许进入中国，就连光标都不允许向中国出口。

近些年来，我国有关部门完全摆脱了过去一模仿、消化、吸收的传统模式，大胆创新采用新工艺、新技术、新材料，用创造、设计、知识产权开发电动振动实验系列产品，并且形成了产业化、规模化和国际化。近几年来，苏州东菱连创国内新高：设计制造成功的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。之后，苏州东菱又研制成功了我国最大的16吨水冷式振动台，性能指标全面赶超世界先进水平，标志着我国研制大推力电动振动实验系统的能力和水平跻身国际先进行列。振动测试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,机械制造业迅速发展。在工业厂房,机器设计基础,桥梁等领域中,由于机械转速的增大,车辆运载能力、运行速度的提高,经典的结构静力学已不能适应运行状态的要求,振动理论这门新的学科分支应运而生。但是实际工程中的遇到的振动问题是复杂的,单纯的依靠理论分析存在很大的局限性。由于不熟悉设计结构在全新环境下的工作性能指标,振动引起了大量的工程倒塌事件大。这促使着人们设法进行振动实验来验证，从而提高结构的可靠程度,并且在寻求结构工作的内在规律的同时为建立新的结构计算理论奠定了坚实的基础。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。