CN106568567A - 一种非接触式三轴振动试验装置及其试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种非接触式三轴振动试验装置及其试验方法，该装置包括试验系统基座、试验箱、激振电磁铁组和辅助悬挂系统。试验件安装在试验箱内并进行配平，使得试验箱的整体质心位于其几何中心处；试验箱整体通过辅助悬挂系统使其处于静力平衡状态并位于振动中心位置；通过试验箱与试验系统基座三个正交方向相对设置的三个激振电磁铁组的电磁力作用实现非接触式三轴振动，避免了对解耦装置的依赖，适用于宽频带振动控制。

Description

一种非接触式三轴振动试验装置及其试验方法

技术领域

本发明涉及振动试验，尤其涉及一种非接触式三轴振动试验装置及其试验方法。

背景技术

航天航空产品在其全寿命周期内所经历的振动环境非常复杂，产品受到的振动激励通常同时来自多个方向，传统振动试验往往采用单轴振动试验方法，在三个轴线方向分别独立施加规定的载荷条件，或者只进行响应最大方向的单轴振动试验，将试验条件进行适当增强，以此来近似等效三轴振动试验。这样的方法既可能造成过试验，又可能使某些故障模式无法完全暴露，给产品的环境适应性和可靠性评估带来了较大的困难。

受试验技术水平的限制，地面环境试验无法完全真实模拟产品的工作状态，最常见的多维振动试验方法是三轴振动试验方法，采用三台传统电动振动台沿XYZ三个正交方向布局，使用解耦装置对三个方向的运动进行解耦。采用这种方法，需要设计复杂的运动解耦装置，造成高频范围振动传递特性不理想。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种非接触式三轴振动试验装置及其试验方法。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种非接触式三轴振动试验装置，包括试验系统基座、试验箱、激振电磁铁组和辅助悬挂系统，所述试验箱通过所述辅助悬挂系统与所述试验系统基座固定连接，所述激振电磁铁组包括激振电磁铁Ⅰ和激振电磁铁Ⅱ，所述激振电磁铁Ⅰ与所述试验箱的外侧面固定连接，所述激振电磁铁Ⅱ与所述激振电磁铁Ⅰ相对设置，且所述激振电磁铁Ⅰ与所述激振电磁铁Ⅱ之间设置有间隙，所述激振电磁铁Ⅱ与所述试验系统基座固定连接。

具体地，所述试验箱为中空矩形箱，三个所述激振电磁铁组分别设置在所述试验箱的三个正交侧面上，三个所述激振电磁铁组的轴线方向均与所述试验箱的几何中心重合。

具体地，所述辅助悬挂系统包括八个悬挂线，八个所述悬挂线的第一端分别与所述试验箱的八个顶点固定连接，八个所述悬挂线的第二端分别与所述试验系统基座固定连接。

一种非接触式三轴振动试验装置的试验方法，包括以下步骤：

(1)将试验件安装到试验箱内，并对试验箱进行配平，使得试验箱的整体质心位于其几何中心处；

(2)通过辅助悬挂系统将试验箱悬挂于试验系统的振动中心位置；

(3)根据试验条件，控制器发出控制信号，经过功率放大器放大后将驱动信号输入至激振电磁铁组中，产生电磁力进行激振；

(4)三个正交向上的激振电磁铁组同时工作，实现非接触式三轴振动试验。

本发明的有益效果在于：

本发明一种非接触式三轴振动试验装置及其试验方法通过激振电磁铁组和辅助悬挂系统的配合，实现试验件的非接触式三轴振动试验，避免了对解耦装置的依赖，适用于宽频带振动控制。

附图说明

图1是本发明所述一种非接触式三轴振动试验装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1所示，本发明一种非接触式三轴振动试验装置，包括试验系统基座、试验箱1、激振电磁铁组和辅助悬挂系统4，试验箱1通过辅助悬挂系统与试验系统基座固定，激振电磁铁组包括激振电磁铁Ⅰ2和激振电磁铁Ⅱ3，激振电磁铁Ⅰ2与试验箱1的外侧面固定连接，激振电磁铁Ⅱ3与激振电磁铁Ⅰ2相对设置，且激振电磁铁Ⅰ2与激振电磁铁Ⅱ3之间设置有间隙，激振电磁铁Ⅱ3与试验系统基座固定连接，试验箱1为中空矩形箱，三个激振电磁铁组分别均匀设置在试验箱1的三个正交侧面上，三个激振电磁铁组的轴线方向均与试验箱1的几何中心重合，辅助悬挂系统包括八个悬挂线，八个悬挂线的第一端分别与试验箱1的八个顶点固定连接，八个悬挂线的第二端分别与试验系统基座固定连接。

试验箱1内设置有用于振动试验的夹具、传感器等各种试验元件，并还设置有用于配平试验箱1质心的配重块等辅助装置。

通过辅助悬挂系统4，可以抵消试验箱1及试验元件的重力，使其处于静力平衡的状态，在此种状态下进行非接触式三轴振动试验，避免了传统三轴振动试验装置由于刚性连接而对解耦装置的依赖。

通过两个正对，且非接触的激振电磁铁Ⅰ2和激振电磁铁Ⅱ3，并根据同性相斥及异性相吸的原理，使其相互作用产生振动。

其试验方法如下：

(1)将试验件安装到试验箱1内，并通过试验夹具将试验件固定在试验箱1内，并通过配重块对试验箱1进行配平，使得试验箱1的整体质心位于试验箱1的几何中心处；

(2)通过辅助悬挂系统4将试验箱1悬挂于试验系统的振动中心位置，并使得三个激振电磁铁组的轴线方向均经过试验箱1的几何中心；

(3)根据试验条件，控制器发出控制信号，经过功率放大器放大后将驱动信号输入至激振电磁铁组中，产生电磁力进行激振；

(4)三个正交方向上的激振电磁铁组同时工作，实现非接触式三轴振动试验。

本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种非接触式三轴振动试验装置，其特征在于：包括试验系统基座、试验箱、激振电磁铁组和辅助悬挂系统，所述试验箱通过所述辅助悬挂系统与所述试验系统基座固定连接，所述激振电磁铁组包括激振电磁铁Ⅰ和激振电磁铁Ⅱ，所述激振电磁铁Ⅰ与所述试验箱的外侧面固定连接，所述激振电磁铁Ⅱ与所述激振电磁铁Ⅰ相对设置，且所述激振电磁铁Ⅰ与所述激振电磁铁Ⅱ之间设置有间隙，所述激振电磁铁Ⅱ与所述试验系统基座固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种非接触式三轴振动试验装置，其特征在于：所述试验箱为中空矩形箱，三个所述激振电磁铁组分别均匀设置在所述试验箱的三个正交侧面上，三个所述激振电磁铁组的轴线方向均与所述试验箱的几何中心重合。

3.根据权利要求1所述的一种非接触式三轴振动试验装置，其特征在于：所述辅助悬挂系统包括八个悬挂线，八个所述悬挂线的第一端分别与所述试验箱的八个顶点固定连接，八个所述悬挂线的第二端分别与所述试验系统基座固定连接。

4.根据权利要求1～3中任意一项所述非接触式三轴振动试验装置的试验方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)将试验件安装到试验箱内，并对试验箱进行配平，使得试验箱的整体质心位于其几何中心处；

(2)通过辅助悬挂系统将试验箱悬挂于试验系统的振动中心位置；

(3)根据试验条件，控制器发出控制信号，经过功率放大器放大后将驱动信号输入至激振电磁铁组中，产生电磁力进行激振；

(4)三个正交方向上的激振电磁铁组同时工作，实现非接触式三轴振动试验。