曾被美国禁运、现却列入《限制出口技术目录》，大型振动平台是什么？

在近日商务部和科技部调整发布的《中国禁止出口限制出口技术目录》中，除了广受关注的“基于数据分析的个性化信息推送服务技术”外，还出现了许多令广大群众“不明觉厉”的新名词。

可能有人会疑惑了，这些被禁止、限制出口的究竟是什么高端技术?又为什么会被列入《目录》?

今天，我们就来关注一下，在第九大类“专业设备制造业”，新增的第32条，“大型振动平台设计建设技术”。

(《限制出口技术目录》部分截图)

振动平台：工厂中常见其身影

广义上的“振动平台”在大型工厂中经常会见到，被广泛用于冶金、模具/食品、化工、建材等行业。

振动平台主要由支架、台面、振动机构，减震机构四部分组成，而振动机构主要由振动电机、传动板、激振器等组成。

振动平台根据类型不同，用途十分广泛：

在吨包包装行业，振动平台可用于把较为膨松、颗粒间空隙较大的原料压实，保证装袋作业顺利进行;

在混凝土模具、水泥预制件等行业，振动平台可有效去除模具中的气泡，保证预制件的紧实度和质量;

在一些复杂的腔型构件填充成型行业中，振动平台可用于对内部物料进行振实、成型;

一些小型实验用振动平台则主要用于实验室内检测使用，例如地震监测、建筑物的抗震监测等。

不过，这类常见的振动平台不在本文的讨论范围内。根据《目录》中的说法，“控制要点”为“双轴同步振动试验平台、50吨电动振动试验系统”，可以看出，主要被限制的是“振动试验平台/系统”。

振动试验平台：不起眼的“大国重器”

也许你知道盾构机、火箭发动机、航母等“大国重器”，但你知道看起来不起眼的振动试验平台也是“大国重器”之一吗?

其实，振动行业与国防军工紧密相关。各类军工、航天产品，在出厂之前都要经过各类振动试验的“考验”。这些“考验”花样繁多，例如：

正弦振动试验，是为模拟产品在运输、储存、安装及使用过程中所遭受的振动及影响，这种振动可以用正弦函数表达式表达物体运动规律的周期运动;

随机振动试验，则是为了应对未来时间某一瞬间时值不能预先确定的振动，如运送产品途中交通工具的颠簸所产生的振动，不能用精确的数学关系式加以描述，仅能用随机过程的理论和数理统计的方法对其进行处理;

冲击试验，在汽车行业等也经常用到，主要用来模拟产品即将经受实际使用运输和工业环境的效应，评价结构的完好性，揭露机械弱点和性能下降的情况。

除了以上提到的三种，振动试验还包括耐预定频率试验、耐共振试验、冲击试验、声振试验、瞬态波形振动实验、随机波再现试验等多种试验方法。

据东菱振动总工程师江运泰介绍，由振动引起的产品故障占产品总故障的三成。所以，振动试验早已成为预计产品振动性能和检验产品可靠性的必不可少的技术手段。

而在国防、航天、军工、船舶等对于精密性、可靠性要求极高的行业中，所用的振动试验平台自然也不是一般的产品了。

下面，我们就以《目录》提到的双轴同步振动试验平台和50吨电动振动试验系统来作具体说明。

双轴同步振动试验平台

在苏州高科技园区陈列的成果展览区内，我们可以看到“双轴同步振动试验平台”的原型。这款振动平台主要用于模拟细长型产品的振动试验，比如导弹。

在导弹众多类型中，空空导弹(从飞行器上发射攻击空中目标的导弹)所遇到的振动环境是最复杂的之一。它不仅像其余产品一样经过运输、储存、安装等阶段的振动，还要经历最重要的“挂飞振动”。

挂飞振动的主要振源是导弹表面的气动扰流和载机的机动抖振，振动强度大，持续时间长，对导弹结构和性能的影响也最为严重。

双轴振动台主要是由台面、振动器，减振器、电机传动等部分组成的。它有一对方向相反、同步旋转的振动器，结构合理，稳定性能好，能够做到零振幅启动和零振幅停机，因此可避免启动和停机时振动台出现的共振现象。

电动振动试验系统

电动振动试验系统是一种频率范围广、能贯彻从低频到高频的振动试验系统，由电磁相互感应作用产生激振力，频率可控，频率范围可达5~4000Hz。

电动振动试验系统的工作原理是由固定磁场和装在该磁场中通以电流的动圈相互作用作用产生激振力，当动圈线圈通以交变电流时，动圈就会产生对应的交变运动。

在工业中，常用的电动振动试验系统分为小型振动试验系统和中型振动试验系统。其中，小型振动试验系统用于小型电子部件、汽车部件、手提设备、储存设备、接插件等，中型的振动试验系统则可用于具有较高加速度的试验，如中型电子部件、汽车部件、道路导航设备和家用电器等的测试。

但对于宇宙飞船、空间站、火箭等体积大、分量重的部件，就只能使用大推力电动振动台了。

其他振动试验平台

除了《目录》列出的两种之外，“大能量强冲击试验系统”、“谱冲击试验台”、“强冲击试验系统”等其余振动平台也不声不响地在不同领域发挥着作用。

其中有些可以模拟爆炸环境对航空、航天、航海器的零部件产生的冲击，测试被试件的防爆抗爆性能，有些则可以模拟噪音对潜艇等水下装备的影响(包括机械噪声、螺旋桨噪声、水动力噪声等)。

我国振动试验平台发展：筚路蓝缕，终见曙光

由于振动试验平台可用于国防军工、航空航天等敏感领域，与其余很多“大国重器”一样，我国振动试验平台的发展过程也是一条突破西方发达国家重重封锁的艰辛之路。

在大推力电动振动试验设备方面，长达几十年来，发达国家一直对我国实施禁运和技术封锁。上个世纪80年代以前是禁运1吨以上推力的振动平台，90年代后改为禁运5吨以上推力的振动平台，后又改为禁运9吨以上。

早年，业界甚至有“1吨推力1吨金”的说法：进口1台1吨级的振动试验台，需要花费价值1吨黄金的代价。但国防军工等领域所需的更高推力振动台，即使再有钱也买不到。

当时世界上电动振动台制造的两大王牌企业：英国的“菱”公司(Ling Dynamic Systems)和美国的“菱”公司(Ling Electronics)，掌握了振动试验台的高端制造技术，垄断和主导振动行业的发展。

不过，中国自身的技术发展很快就让这些封锁变得形同虚设。1995年，苏州东菱振动试验仪器有限公司成立，之所以取名叫“东菱”，便是把“西方之菱”作为全面赶超的目标。为此，东菱仪器打出了“东方之菱，民族之星”的口号。

“东方之菱”果然不负众望。2002年，苏州东菱在国内率先成功研制出5吨推力电动振动台，之后6吨、7吨风冷式电动振动台(世界最大级)、10吨水冷式电动振动台相继诞生。

2004年，苏州东菱成功研制出16吨推力电动振动台，一跃成为世界上第四家有能力制造16吨级电动振动台的生产厂商。

在2004年德国汉堡的国际航空航天展上，苏州东菱公司是惟一的中国参展厂家，参展的3吨级振动试验台标价只有美国、英国、日本产振动台的一半，性能却可与之相媲美，一些技术指标甚至优于对方。

2006年，具有自主知识产权的世界最大推力的35吨电动振动台在苏州东菱诞生。“35吨电动振动试验系统”等多型振动试验装置，全程参与我国从“神五”到“神九”，从“天宫”到“嫦娥”等所有载人航天工程重要设备的振动和力学动力冲击试验。

随后，东菱公司又成功研制出了多台多自由度电动振动试验系统、多台同步电动振动试验系统、舰船强碰撞中型冲击机、高铁车辆贯通道疲劳试验系统、飞机传感器现场标定设备、深水激振器、50吨电动振动试验系统、50吨液压振动试验系统等多个高精尖产品。其近百款振动台销往美、英、日、德、俄等20多个国家与地区。

(苏州东菱的长冲程振动冲击台，图源官网)

2012年9月，苏州东菱研发出了世界首台50吨超大推力电动振动试验系统，并通过中国计量科学研究院的计量校准。当时苏州东菱仅有300多人，却已成为全球力学振动行业赫赫有名的企业。

与此同时，美国对华禁售产品名单中9吨以上级的振动平台仍赫然在列。这一鲜明对比，带来了一个小插曲：

据东菱振动董事长王孝忠分享，6年前，他们的16吨级产品就已向美国出口，并要求美国购买方签订“最终用户声明”，保证该产品不用于军事等领域。当时美方代表一边签字一边说：“这是我第一次在买方位置上签字。”

同在2012年，中国航天科技集团公司一院702所成功将总推力高达70吨的电动振动试验系统应用于长征五号火箭仪器舱振动试验中。

2013年，中国航天科技集团公司一院702所研制的国内最大推力的振动试验系统——四台35吨振动试验系统，成功应用于矿用特种车整车振动试验。

2016年2月，中国航天科技集团公司五院总装与环境工程部自主研制的140吨振动试验系统，顺利完成验收测试及某型号振动环境试验。

除了苏州东菱以外，另一家值得一提的龙头企业则是苏州苏试试验仪器有限公司。苏州苏试始建于1956年，1962年研制出中国第一台电动振动台，随后相继完成5吨、10吨、20吨电动振动试验系统，双台并激电动振动试验系统等。

2009年，苏州苏试开发出代表我国力学环境试验领域最高水平的三轴同振电动振动试验系统、国内最大的40吨电动振动台、多点并激电动振动试验系统、四综合电动振动试验系统等多个新产品。

2010年，苏州苏试又推出高加速度、大位移电动振动试验系统等5个新产品，实现销售额1.5亿元，实现利润1700万元。

(苏州苏试的DL系列大位移电动振动试验系统，图源官网)

曾经的封锁，没能打压中国人的斗志;从“禁运”到写入《限制出口技术目录》，我国大型振动平台技术近年来的跨越式发展，真正彰显了中国的雄心与实力。

编译/前瞻经济学人APP资讯组

参考资料：

https://www.sohu.com/a/144247343_729005

https://www.jc35.com/news/detail/19023.html

https://www.guancha.cn/Science/2016_02_26_352221.shtml

http://roll.sohu.com/20120905/n352406558.shtml

http://www.cima.org.cn/article.asp?classid=3&id=24045

http://www.dsti.net/Information/ViewPoint/62373

https://mil.sohu.com/20120924/n353819272_2.shtml

http://www.xxttzd.com/news/429.html

http://www.gzweix.com/article/sort0253/sort0657/info-315295_2.html

https://wenku.baidu.com/view/295f134fc4da50e2524de518964bcf84b9d52d0b.html

https://bbs.hcbbs.com/thread-861532-1-1.html

http://finance.people.com.cn/n/2012/0924/c153179-19090381.html

http://news.newmaker.com/news_90456.html