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大型军事装备在运输作战过程中会受到强烈的振动冲击,容易引发各种问题,如瞄准具脱落、紧固件松脱等。因此,为提高产品工作可靠性,需要对其进行振动试验,再现装备在实际运输过程中可能受到的振动情况,从中发现设备的潜在故障,进而改进设计。振动试验的开展离不开振动设备——振动台。目前,国外用于军事领域的重载振动台技术较为成熟,但却限制该类产品对我国出口,而国内现有产品和技术难以满足军事装备对该类振动台的性能要求。因此,应某军工企业对重载振动台的研发需求,本文对液压式重载振动台展开研究,主要研究工作及成果如下:(1)针对具体的研发技术指标——位移幅值为80mm,加速度幅值为5g,频率范围为1~200Hz,被试件质量为18t,本论文提出了采用液压驱动的振动台总体设计方案;同时为解决液压式重载振动台存在的技术难题:a)振动台在低频段进行高加速度和大位移幅值振动时,因消耗功率过大导致制造成本和使用成本急剧增加;b)现有液压伺服阀无法同时满足大流量和高频响的需求,本论文提出了一种解决方案,即在激振缸与台体之间串联一个气缸,通过调节缸内气体的压力和体积来改变系统固有频率,使系统在宽频谱范围内振动时产生共振,从而降低振动输入功率和解决高频伺服阀流量不足的问题。(2)设计了实现变刚度特性的系统方案,制造出了变刚度共振系统缩小模型进行试验研究。首先,推导了变刚度系统的理论公式,从理论层面证明了变刚度共振系统方案具有可行性;然后,为验证理论的正确性和设计方案的可行性,设计制造了变刚度系统的缩小模型;最后,分别调节缸内气体的压力和系统负载质量,进行1~90Hz扫频振动试验;分析试验数据得出:共振现象发生时,作用到被试件上的振动幅值较激振源的振动幅值提高了一倍左右,且系统固有频率可通过调节缸内气体的压力和系统负载质量而改变,变化趋势与理论分析趋势一致。(3)对阀控液压缸系统进行控制仿真分析。首先,分析了双喷嘴挡板伺服阀和液压缸的工作机理,在此基础上建立阀控液压缸系统的数学模型及其Simulink仿真模型;然后,通过仿真近似的方法得到各参数之间的关系,建立阀控液压缸系统的逆系统数学模型和仿真模型;最后,分别对系统模型进行PID控制和逆系统控制仿真分析。结果表明,逆系统控制算法具有较好的控制效果。(4)优化设计振动传递及支撑平台——振动台台体,并设计制造出台体缩小模型进行试验研究。首先,针对被试件的吊舱结构,设计台体的总体结构;其次,运用Pro/E和ANSYS软件对台体的内部结构和尺寸参数进行优化设计;然后,对优化设计的台体进行模态分析,研究其动态特性;最后,为验证台体设计分析的正确性,本论文按照等刚度原理,设计制造出实际台体的缩小模型,分别对其进行静力加载和扫频振动试验,试验结果能够反映有限元分析的结果。