CN104374555B - 一种组装可调式零部件自由模态试验架 - Google Patents
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Abstract
一种组装可调式零部件自由模态试验架，涉及机械工程技术领域，解决现有试验装置不易于被试件的固定放置，并且采用橡皮绳或软弹簧时易出现橡皮绳易老化、使用寿命短以及阻尼相对较大等问题，通过选用不同的上、下支架连接螺栓安装位置实现试验架高度可调。弹性悬挂组件通过导向杆套筒与导向杆相连，并可在导向杆上进行滑动，用紧固螺栓固定在导向杆合适的位置上，以适应被试件尺寸的大小；弹性悬挂组件上端设有丝杠和调整与锁紧螺母以调节并固定弹簧的悬挂高度，并可根据试验需要更换成不同刚度的弹簧；弹性悬挂组件下端通过吊钩与被试件相连，在非试验期间，可将整个试验架完全拆解集中存放，节省占用空间。
Description
技术领域
本发明涉及机械工程技术领域。具体涉及一种结构零部件自由模态测试试验架。
背景技术
试验模态分析对结构动力学研究有非常重要的意义。机械系统的固有振动特性是由系统本身决定的。每一阶模态参数都是有特定的固有频率、模态振型、模态质量、模态刚度和阻尼比组成。这些几乎参数不随载荷等外部条件的变化而变化，对于考察机械系统的振动特性有非常重要的意义。机械结构的模态参数可以通过试验方法获得，通过构建模态试验系统，测量将系统的输入和输出信号，然后经过数据分析与处理即可识别出系统的模态参数，可为机械系统的动态响应分析、故障诊断和预报、结构优化提供依据。
结构试验模态分析是在结构处于弹性支撑的自由悬浮状态或自由悬挂状态下进行的，为了实现这种自由支撑或悬吊状态，需要一种试验架来实现。但在实际应用中，现有的试验架有一定的不足之处。主要体现在：
弹性支撑式模态试验装置通常利用刚度可调的空气弹簧或充气内胎来支撑试件，不易于被试件的固定放置，通常需要额外的固定措施来连接被试件与支撑装置；空气弹簧或充气内胎不适用于尺寸较小或重量较轻被试件的模态试验，此外空气弹簧的阻尼比较大，会对试件的试验结果产生一定影响。
悬吊式模态试验架利用橡皮绳或软弹簧将被试件悬挂在试验架上，软弹簧或橡皮绳一端通过吊钩与被试件相连，另一端通过固定装置与试验架相连。但橡皮绳易老化、使用寿命短，阻尼相对较大，对试验测试结果会有一定影响，因此本试验架采用不同刚度的软弹簧来悬吊被试架。
因此发明一种组装可调式零部件自由模态试验架，对于加快结构零部件的模态试验有重要的工程应用价值。
发明内容
本发明为解决现有试验装置不易于被试件的固定放置，并且采用橡皮绳或软弹簧时易出现橡皮绳易老化、使用寿命短以及阻尼相对较大等问题，提供一种组装可调式零部件自由模态试验架。
一种组装可调式零部件自由模态试验架，该试验架为立方体结构，包括下支架，底架，上支架，顶架、两根导向杆以及弹性悬挂组件；所述上支架和下支架之间、上支架与顶架之间以及下支架与底架之间均通过螺栓连接，两根导向杆焊接交叉焊接在顶架上，所述两根导向杆上至少设置有三个弹性组件，每个弹性组件在导向杆上移动，实现试验架吊挂宽度的可调。
所述的弹性悬挂组件包括导向杆套筒，弹簧，下盖板，上盖板，丝杠，调整螺母与锁紧螺母；所述导向杆套筒在导向杆上滑动，并通过固定螺栓进行固定，所述上盖板由调整螺母和锁紧螺母固定在丝杠上，弹簧的两端通过下盖板和上盖板连接，所述下盖板上设有吊钩并通过吊钩与被试件连接。所述弹簧可进行更换，通过更换具有不同刚度的弹簧，满足不同被试件对弹性悬挂组件的刚度和固有频率的要求。
所述的上支架和下支架的每根支架杆上设有四至六个通孔，采用两个螺栓穿在不同的通孔中实现上下支架之间的连接和固定，通过连接不同位置的通孔组合实现试验架高度调整。所述上支架和下支架均可拆卸。
本发明所述的试验架还包括工字型梁、两个滑车、手动升降葫芦，所述工字型梁通过安装在顶架上，工字型梁上设有两个滑车，且滑车与手动升降葫芦连接。
本发明所述的试验架可拆卸存放。
本发明的有益效果：本发明所述的试验架，能够调整被试件的悬挂高度、宽度和连接位置均可调节，能满足不同尺寸、形状的试件要求，所述弹性组件中的弹簧可拆卸和更换，通过选用不同刚度的弹簧可满足不同质量的试件要求，且金属弹簧阻尼很小，能有效避免弹性元件阻尼效应对被试件模态试验测试结果的不利影响。本发明所述的试验架的主要零部件均通过螺栓连接组装而成，拆装方便。且在非试验期间，可将试验架拆卸存放，大大减小了实验室的占用空间。
附图说明
图1为本发明所述的一种组装可调式零部件自由模态试验架的结构示意图；
图2为本发明所述的一种组装可调式零部件自由模态试验架中上支架与顶架连接关系示意图；
图3为本发明所述的一种组装可调式零部件自由模态试验架中下支架与底架连接关系示意图；
图4为本发明所述的一种组装可调式零部件自由模态试验架中下支架和上支架连接关系示意图；
图5为本发明所述的一种组装可调式零部件自由模态试验架中工字型梁与手动升降葫芦的安装示意图；
图6为本发明所述的一种组装可调式零部件自由模态试验架中为弹性悬挂组件的结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一、结合图1至图6说明本实施方式，一种组装可调式零部件自由模态试验架，包括下支架1，底架10，上支架2，顶架3，导向杆4和弹性悬挂组件。
所述的下支架1和底架10通过螺栓连接而成；在下支架1和上支架2上钻有多个间隔100mm的孔，用螺栓将其连接起来，以便调节试验架的高度，满足不同试件的试验要求，上支架2、下支架1均可拆卸；顶架3上焊接有两根导向杆4。所述的导向杆4呈交叉布置，分别焊接固定在顶架3的对角线上。在导向杆4上至少设置有三个弹性悬挂组件，每个弹性悬挂组件在导向杆4上移动，实现试验架吊挂宽度的可调。
结合图2至图5说明本实施方式，所述上支架2和顶架3通过M16的螺栓2连接固定，并可拆卸。所述顶架3尺寸为1500mm*2000mm，由80mm*80mm规格角钢截取并焊接而成，上支架2也由80mm*80mm规格角钢截取得到，顶架3上焊接固定有两根导向杆4。
图3中的下支架1与底架10通过M16螺栓连接固定，并可拆卸；所述底架10尺寸为1500mm*2000mm，由80mm*80mm规格角钢截取并焊接而成，下支架1也由80mm*80mm规格角钢截取得到。
图4中的下支架1和上支架2上钻有100mm间隔相等六个的安装孔，通过两个M16螺栓进行连接并可拆卸，通过连接不同的安装孔，通过连接不同位置的通孔组合实现试验架高度调整。
结合图5说明本实施方式，本实施方式还包括工字型梁5、两个滑车6、手动升降葫芦7，所述工字型梁5通过安装在顶架3上，工字型梁5上设有两个滑车6，且滑车6与手动升降葫芦7连接。所述的工字型梁5通过M10的螺栓安装在顶架3上并可拆卸。工字型梁5上设有两个滑车6及手动升降葫芦7，利手动升降葫芦7可将较重的试件提升起来进行安装，安装完成后可通过滑车6将手动升降葫芦7移动到试验架两侧，避免影响实验。
结合图6说明本实施方式，所述的弹性悬挂组件包括导向杆套筒8，弹簧9，上盖板12，下盖板11，丝杠13，调整螺母15和锁紧螺母16。导向杆套筒8可在导向杆4上滑动，以适应不同试件尺寸的大小，调整好后用紧固螺栓14进行固定；上盖板12由上调整螺母15和下锁紧螺母16固定在丝杠上，并可调节其上下位置，以适应不同高度试件的悬吊要求；弹簧9连接上盖板12、下盖板11，并可更换；下盖板11上设有吊钩17与试件连接。通过选用不同刚度的弹簧9可满足不同试件悬吊刚度和频率的要求。所述的弹簧9可进行更换，通过更换具有不同刚度的弹簧9，满足不同被试件对弹性悬挂组件的刚度和固有频率的要求。
本实施方式所述的试验架组装后即可进行不同尺寸和质量的试件自由模态试验。此外，在非试验期间，可将试验架进行拆解存放，可大大减少实验室的空间占用。
Claims (5)
1.一种组装可调式零部件自由模态试验架，该试验架为立方体结构，包括下支架(1)、底架(10)、上支架(2)、顶架(3)、两根导向杆(4)以及弹性悬挂组件；其特征是，所述上支架(2)和下支架(1)之间、上支架(2)与顶架(3)之间以及下支架(1)与底架(10)之间均通过螺栓连接，两根导向杆(4)焊接交叉焊接在顶架(3)上，所述两根导向杆(4)上至少设置有三个弹性组件，每个弹性组件在导向杆(4)上移动，实现试验架吊挂宽度的可调；
所述弹性悬挂组件包括导向杆套筒(8)，弹簧(9)，下盖板(11)，上盖板(12)，丝杠(13)，调整螺母(15)与锁紧螺母(16)；所述导向杆套筒(8)在导向杆(4)上滑动，并通过固定螺栓(14)进行固定，所述上盖板(12)由调整螺母(15)和锁紧螺母(16)固定在丝杠(13)上，弹簧(9)的两端通过下盖板(11)和上盖板(12)连接，所述下盖板(11)上设有吊钩(17)并通过吊钩(17)与被试件连接；
所述弹簧(9)可进行更换，通过更换具有不同刚度的弹簧(9)，满足不同被试件对弹性悬挂组件的刚度和固有频率的要求。
2.根据权利要求1所述的一种组装可调式零部件自由模态试验架，其特征在于，所述上支架(2)和下支架(1)每根支架杆上设有四至六个通孔，采用两个螺栓穿在不同的通孔中实现上下支架之间的连接和固定，通过连接不同位置的通孔组合实现试验架高度调整。
3.根据权利要求1至2任意一项权利要求所述的一种组装可调式零部件自由模态试验架，其特征在于，还包括工字型梁(5)、两个滑车(6)、手动升降葫芦(7)，所述工字型梁(5)通过安装在顶架(3)上，工字型梁(5)上设有两个滑车(6)，且滑车(6)与手动升降葫芦(7)连接。
4.根据权利要求3所述的一种组装可调式零部件自由模态试验架，其特征在于，所述的试验架可拆卸存放。
5.根据权利要求1所述的一种组装可调式零部件自由模态试验架，其特征在于，所述上支架(2)和下支架(1)均可拆卸。
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