气动式振动台是实现可靠性强化试验的核心系统,但由于气动式振动台振动环境能量分布不均匀且低频能量较低,影响了其对机电产品缺陷激发效率。因此,气动式振动台的性能改善已成为可靠性工程领域亟待解决的课题。本文以“十一五”国家部委重点预研项目为背景,以气动式振动台激励源-气锤为研究对象,建立台面单自由度受迫振动系统模型,重点分析了气锤产生激励信号对系统响应信号频谱特性的影响规律,为气锤结构设计与控制方式设计提供指导。1.阐述气动式振动台振动信号工作原理,归纳总结了影响气动式振动台振动信号频谱特性的影响因素,对气锤激励信号产生机理进行说明,并提出激励信号的性能评价准则。2.以气锤击打台面为研究对象,基于MATLAB软件建立了单自由度受迫振动系统模型,研究分析气锤激励信号类型、参数以及叠加组合方式对响应信号频谱特性的影响规律。根据系统输入激励信号个数不同,分为单气锤击打台面系统与多个气锤击打台面系统两部分。试验验证了模型的有效性。3.对单个气锤击打台面系统进行分析,研究气锤激励信号类型、参数对系统响应信号频谱特性的影响。结合气锤激励信号性能评价准则,得到如下结论:1)激励信号的类型是决定其低频性能的关键因素,对系统的响应信号频谱特性有很大影响。根据激励信号评价准则,几种典型冲击信号的性能优劣排序如下:半正弦波>衰减波>后峰波>冲击波。2)对类型相同的激励信号,振幅A、周期T分别影响系统响应信号的振动能量、基频大小,对其低频特性无明显影响。而碰撞时间t0则能改变响应信号的频率特性。4.对多个气锤击打台面系统进行分析,研究了气锤的控制组合方式对气动式振动台响应频谱性能影响。结果表明:单控制优于集中控制,不同结构气锤混合安装优于单种气锤组合。总之,本文为气动式振动台气锤结构设计以及控制方式的设计提供了一种可行的理论方法,为新型电磁可控气动锤的设计提供了有效的工程指导。