CN107907290B - 结构动力学可靠性试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及动力测试设备技术领域，提出一种结构动力学可靠性试验装置。该装置包括：基座、被检测单元以及荷载模拟组件，基座为一体化结构；被检测单元连接在所述基座第一端；荷载模拟组件第一端连接在所述基座第二端，第二端与所述被检测单元连接，为所述被检测单元提供模拟荷载。本发明中，基座为一体化结构，在对被检测单元进行动力载荷模拟时，不会出现能量的损耗，从而提高了检测的准确度。

Description

结构动力学可靠性试验装置

技术领域

本发明涉及动力测试设备技术领域，尤其涉及一种结构动力学可靠性试验装置。

背景技术

当运动物体以比较大的速度作用于静止的工程构件(被冲击物体)，工程构件将承受很大的作用力，这一作用力称为冲击载荷，这种现象称为冲击。工程构件由于冲击引起的应力称为冲击应力。冲击问题的特点是结构受外力作用的时间极短，加速度的变化剧烈，很难精确测定冲击应力。因此工程上需要通过试验测试的方法得到在冲击时工程构件的应变。

现有技术中，通常将被检测单元安置在冲击试验装置上，并且在被检测单元上粘贴应变片，模拟真实情况下运动物体对被检测单元的冲击，通过应变仪对工程构件的应变进行监测。

但是，当运动物体的冲击速度比较大时，冲击试验装置自身也会发生移动，产生能量损耗，从而不能准确测量被检测单元的应变。

需要说明的是，在上述背景技术部分发明的信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构动力学可靠性试验装置，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。

本发明的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本发明的实践而习得。

本发明提供一种结构动力学可靠性试验装置，包括：基座、被检测单元以及荷载模拟组件。基座为一体化结构；被检测单元连接在所述基座第一端；荷载模拟组件第一端连接在所述基座第二端，第二端与所述被检测单元连接，为所述被检测单元提供模拟荷载。

本发明的一种示例性实施例中，该结构动力学可靠性试验装置还包括：应变片和应变仪，应变片粘贴在所述被检测单元上；应变仪与所述应变片连接。

本发明的一种示例性实施例中，所述基座包括：底板、第一端板以及第二端板；第一端板位于所述底板的一端，与所述底板垂直设置形成所述基座第一端；第二端板位于所述底板的相对所述第一端板的一端，与所述底板垂直设置形成所述基座第二端。

本发明的一种示例性实施例中，所述第一端板、所述第二端板与所述底板之间设置有多个加强板。

本发明的一种示例性实施例中，该结构动力学可靠性试验装置还包括：至少一个反力杆，连接在所述第一端板与所述第二端板之间。

本发明的一种示例性实施例中，所述反力杆两端包括法兰盘，所述反力杆通过所述法兰盘分别与所述第一端板、所述第二端板螺栓连接。

本发明的一种示例性实施例中，所述荷载模拟组件包括：伺服作动器，所述伺服作动器的活塞端与所述被检测单元连接，所述伺服作动器缸筒端与所述基座第二端连接。

本发明的一种示例性实施例中，所述伺服作动器的活塞端设置有连接双耳，所述被检测单元通过销轴与所述连接双耳铰接。

本发明的一种示例性实施例中，所述底板上设置有多个螺纹孔，所述底板通过所述螺纹孔与地面固定连接。

本发明的一种示例性实施例中，该结构动力学可靠性试验装置还包括：构件夹具，所述构件夹具一端与所述被检测单元连接，另一端与所述基座第一端连接。

由上述技术方案可知，本发明的结构动力学可靠性试验装置的优点和积极效果在于：

本发明一种示例性实施例所提供的结构动力学可靠性试验装置，包括基座、被检测单元以及荷载模拟组件。被检测单元与载荷模拟组件固定连接在基座上，基座为一体化结构。载荷模拟组件3模拟对被检测单元2的冲击载荷，当载荷模拟组件作用于被检测单元时，被检测单元的作用力与反作用力同时作用在基座上，不会出现能量损耗。相比于现有技术，一方面该结构动力学可靠性试验装置进行冲击试验时不会出现能量损耗，可以准确测量被检测单元的冲击应变；另一方面该结构动力学可靠性试验装置既可以检测被检测单元的正面冲击应力(压缩方向冲击)也可以检测被检测单元的反向冲击应力(拉伸方向冲击)变化。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明结构动力学可靠性试验装置一种实施方式的结构示意图；

图2为伺服作动器、被检测单元与基座的连接结构示意图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例性实施方式。然而，示例性实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施例使得本发明将更加全面和完整，并将示例性实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

虽然本说明书中使用相对性的用语，例如“上”“下”来描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系，但是这些术语用于本说明书中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。能理解的是，如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“上”的组件将会成为在“下”的组件。其他相对性的用语，例如“高”“低”“顶”“底”“左”“右”等也作具有类似含义。当某结构在其它结构“上”时，有可能是指某结构一体形成于其它结构上，或指某结构“直接”设置在其它结构上，或指某结构通过另一结构“间接”设置在其它结构上。

用语“一个”、“一”、“所述”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。

本示例实施例提供一种结构动力学可靠性试验装置，参考图1所示，为本发明结构动力学可靠性试验装置一种实施方式的结构示意图，包括：基座1、被检测单元2以及荷载模拟组件，基座1为一体化结构；被检测单元2可以连接在所述基座1第一端；荷载模拟组件第一端可以连接在所述基座1第二端，荷载模拟组件第二端可以与所述被检测单元2连接，为所述被检测单元2提供模拟荷载。

本示例实施例提出一种结构动力学可靠性试验装置。该装置包括：基座1、被检测单元2以及荷载模拟组件。被检测单元2与载荷模拟组件3固定连接在基座1上，基座1为一体化结构。载荷模拟组件3模拟对被检测单元2的冲击载荷，当载荷模拟组件3作用于被检测单元2时，被检测单元2的作用力与反作用力同时作用在基座1上，不会出现能量损耗。相比于现有技术，一方面该结构动力学可靠性试验装置进行冲击试验时不会出现能量损耗，可以准确测量被检测单元2的冲击应力和形变；另一方面该结构动力学可靠性试验装置既可以检测被检测单元2的正面冲击应力(压缩方向冲击时的应力)，也可以检测被检测单元的反向冲击应力(拉伸方向冲击时的应力)。

需要说明的是，基座1为一体化结构的一种具体实施例可以是，基座1包括：底板13、第一端板11以及第二端板12。底板13沿延伸方向具有两端，第一端板11位于所述底板13的一端，且与所述底板13垂直设置形成所述基座第一端；第二端板12位于所述底板13的相对所述第一端板11的一端，与所述底板垂直设置形成所述基座第二端。领域技术应该理解的是，在机械领域中实施上述“一体化结构”仍有更多相互配合的结构可供选择实施，应该理解皆属于本发明的保护范围。

在进行冲击试验时，被检测单元2受到的作用力与反作用力都作用于基座1上。如果基座1自身发生形变，则会发生能量损耗，从而造成检测结果不准确。因此，底板13、第一端板11以及第二端板12可以采用刚度较大的材料，例如钢板。此外，所述第一端板11、所述第二端板12与所述底板13之间还可以设置有多个加强板4。

需要说明的是，多个加强板4设置的一种具体实施例可以是，多个加强板4包括：侧面加强板41和端面加强板42。侧面加强板41可以为4个，4个侧面加强板分别位于底板13两端的两侧，且与底板13、第一端板11或者第二端板12侧面垂直连接。其中，侧面加强板41可以选择为梯形，梯形底边可以与底板13的延伸边平行且连接，梯形的高可以与第一端板11或者第二端板12的高相等。将侧面加强板41设计为梯形，即增加了基座1的整体刚度也节约了加强板的材料。此外，侧面加强板41还可以根据具体需要设计为其他的形状，这些都属于本发明的保护范围。端面加强板42可以包括：竖直端面加强板421和水平端面加强板422，且位于第一端板11和第二端板12相互远离的一端。其中，竖直端面加强板421可以为直角梯形，直角梯形的直角边与第一端板或者第二端板连接，直角梯形的底边可以与底板连接。水平端面加强板422可以平行于底板13设置，将竖直端面加强板421与侧面加强板41连接为一个整体，从而增加基座1整体刚度。领域技术应该理解的是，在机械领域中实施上述“多个加强板设置”仍有更多相互配合的结构可供选择实施，应该理解皆属于本发明的保护范围。

此外，为了进一步增加基座1的整体刚度，该结构动力学可靠性试验装置还可以包括：至少一个反力杆5。

需要说明的是，反力杆5本身为刚度较高的材料，至少一个所述反力杆5连接在所述第一端板11与所述第二端板12之间。当被检测单元2受到压缩方向冲击或者拉伸方向冲击时，反力杆5可以利用自身的压缩或者拉伸应力保持基座1形态稳定。

不同加载速度下的冲击试验，对基座1刚度的需求不同，加载速度越高，基座1的刚度需求越高。因此可以通过更换反力杆5改变基座的刚度以满足不同需求的加载速度。所述反力杆5两端可以包括法兰盘，所述反力杆5可以通过所述法兰盘分别与所述第一端板、所述第二端板螺栓连接。法兰盘的设置可以实现任意更换不同刚度反力杆效果，适用于不同加载速度的冲击试验。反力杆5与基座的可拆卸连接还可以以其他的结构形式实现，这些都属于本发明的保护范围。

本示例实施例中，该结构动力学可靠性试验装置还可以包括：应变片和应变仪(图中未给出)，应变片粘贴在所述被检测单元2上；应变仪与所述应变片连接。

需要说明的是，应变片是一种测量物体应变的元件，应变片内包含有可以随应变片同时伸缩的金属箔材。将应变片贴附在被检测单元2上，应变片会随被检测单元2的应变同时伸缩，这样位于应变片里面的金属箔材也就随着应变伸长或缩短。该_金属箔材机械性地伸长或缩短会导致其电阻随之变化。通过应变仪检测该金属箔材电阻的变化情况，可以得出该金属箔材的伸缩情况，进而得出被检测单元2的应变情况。

荷载模拟组件模拟冲击荷载的一种具体实施例可以是，所述荷载模拟组件可以包括：伺服作动器3，所述伺服作动器3的活塞端与所述被检测单元2连接，所述伺服作动器3缸筒端与所述基座1第二端连接。

需要说明的是，伺服作动器3包括伺服阀。伺服作动器3在伺服阀的控制下可以实现活塞端与缸筒端的相对移动，并且可以准确控制活塞端对负载输出力的大小以及位移速度。通过伺服作动器3可以模拟被检测单元2在不同加载速度下的冲击试验。领域技术应该理解的是，在机械领域中实施上述“模拟冲击荷载”仍有更多形式可供选择实施，应该理解皆属于本发明的保护范围。

伺服作动器3与被检测单元2连接的一种具体实施例可以是，如图2所示，为伺服作动器、被检测单元与基座的连接结构图。所述伺服作动器3的活塞端可以设置有连接双耳6，所述被检测单元通过销轴与所述连接双耳6铰接。其中，连接双耳6可以包括：法兰盘61和连接在法兰盘61上的双耳部62。法兰盘61与伺服作动器3活塞端螺纹连接，双耳部通过销轴与被检测单元2铰接。领域技术应该理解的是，在机械领域中实施上述“连接”仍有更多相互配合的结构可供选择实施，应该理解皆属于本发明的保护范围。

基座1与被检测单元2连接的一种具体实施例可以是，如图2所示，为伺服作动器、被检测单元与基座的连接结构图。该结构动力学可靠性试验装置还包括：构件夹具7，所述构件夹具7一端与所述被检测单元连接，另一端与所述基座1第一端连接。

需要说明的是，构件夹具7可以包括与基座1第一端连接平板部71和位于平板布71上的双耳部72，板部71可以通过螺栓或者焊接的形式固定连接在基座1上，双耳部72通过销轴与被检测单元2铰接。领域技术应该理解的是，在机械领域中实施上述“连接”仍有更多相互配合的结构可供选择实施，应该理解皆属于本发明的保护范围。

伺服作动器3活塞端获得加载速度时，需要外部油压装置向伺服作动器3工作油室提供一定的油压，该结构动力学可靠性试验装置可能在该油压的作用下移动，造成能量损耗，从而影响测量结果。本示例实施例中，所述底板13上可以设置有多个螺纹孔(图中未给出)，所述底板13通过所述螺纹孔与地面固定连接，从而将基座1固定在地面上。避免基座1移动造成的能量损耗。需要说明的是，还可以通过其他方式将基座固定在地面上，这些都属于本发明的保护范围。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未发明的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

上述所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中，如有可能，各实施例中所讨论的特征是可互换的。在上面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本发明的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本发明的技术方案而没有特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组件、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本发明的各方面。

Claims (6)

1.一种结构动力学可靠性试验装置，其特征在于，包括：

基座，为一体化结构；

被检测单元，连接在所述基座第一端；

荷载模拟组件，第一端连接在所述基座第二端，第二端与所述被检测单元连接，为所述被检测单元提供模拟荷载；

还包括：

应变片，粘贴在所述被检测单元上；

应变仪，与所述应变片连接；

所述基座包括：

底板；

第一端板，位于所述底板的一端，与所述底板垂直设置形成所述基座第一端；

第二端板，位于所述底板的相对所述第一端板的一端，与所述底板垂直设置形成所述基座第二端；

所述第一端板、所述第二端板与所述底板之间设置有多个加强板；

多个所述加强板包括：侧面加强板和端面加强板；

所述侧面加强板为四个，四个所述所述侧面加强板分别位于所述底板两端的两侧，且与所述底板、第一端板或者第二端板侧面垂直连接；

其中，所述侧面加强板选择为梯形，所述梯形底边与底板的延伸边平行且连接，梯形的高与第一端板或者第二端板的高相等；

端面加强板包括：竖直端面加强板和水平端面加强板，且位于所述第一端板和第二端板相互远离的一端；

其中，竖直端面加强板可以为直角梯形，直角梯形的直角边与第一端板或者第二端板连接，直角梯形的底边可以与底板连接；

水平端面加强板可以平行于底板设置，将竖直端面加强板与侧面加强板连接为一个整体；

所述底板上设置有多个螺纹孔，所述底板通过所述螺纹孔与地面固定连接。

2.根据权利要求1所述的结构动力学可靠性试验装置，其特征在于，还包括：

至少一个反力杆，连接在所述第一端板与所述第二端板之间。

3.根据权利要求2所述的结构动力学可靠性试验装置，其特征在于，所述反力杆两端包括法兰盘，所述反力杆通过所述法兰盘分别与所述第一端板、所述第二端板螺栓连接。

4.根据权利要求1所述的结构动力学可靠性试验装置，其特征在于，所述荷载模拟组件包括：

伺服作动器，所述伺服作动器的活塞端与所述被检测单元连接，所述伺服作动器缸筒端与所述基座第二端连接。

5.根据权利要求4所述的结构动力学可靠性试验装置，其特征在于，所述伺服作动器的活塞端设置有连接双耳，所述被检测单元通过销轴与所述连接双耳铰接。

6.根据权利要求1所述的结构动力学可靠性试验装置，其特征在于，还包括：

构件夹具，一端与所述被检测单元连接，另一端与所述基座第一端连接。

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