CN108168819A - 振动试验夹具及方法、振动试验夹具调试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种振动试验夹具及方法、振动试验夹具调试系统及方法，振动试验夹具包括放置台、捆绑件及至少三个连接件，捆绑件用于将样品固定于放置台上，放置台为环状结构，连接件围绕放置台的中心轴设置，连接件包括依次连接的第一安装部、中间部及第二安装部，第一安装部、第二安装部分别设于中间部的两侧，第一安装部与放置台连接，中间部朝靠近放置台的中心轴方向倾斜设置，第二安装部用于安装在振动台的动圈上。由于振动试验夹具重量较轻，不会发生压杆失稳，对振动的传递效果较好，同时利用振动试验夹具调试系统及方法对振动试验夹具进行预调试，使振动试验的效果更准确。

Description

振动试验夹具及方法、振动试验夹具调试系统及方法

技术领域

本发明涉及产品测试技术领域，特别是涉及一种振动试验夹具及方法、振动试验夹具调试系统及方法。

背景技术

振动试验是环境试验及可靠性试验必备的试验项目，通过对产品进行振动试验，有助于发现产品在研制或生产过程中的缺陷及产品是否符合要求，从而为产品的设计、定型等提供依据，保障产品的可靠性，进而提高市场的竞争力。

但是在实际使用中，部分样品的结构较为特殊，例如长条形的样品，在试验时，会影响振动能量的传递，导致试验结果不准确。

发明内容

基于此，本发明在于克服现有技术的缺陷，提供一种可提高试验准确性的振动试验夹具及方法、振动试验夹具调试系统及方法。

其技术方案如下：

一种振动试验夹具，包括放置台、捆绑件及至少三个连接件，所述捆绑件用于将样品固定于所述放置台上，所述放置台为环状结构，所述连接件围绕所述放置台的中心轴设置，所述连接件包括依次连接的第一安装部、中间部及第二安装部，所述第一安装部、所述第二安装部分别设于所述中间部的两侧，所述第一安装部与所述放置台连接，所述中间部朝靠近所述放置台的中心轴方向倾斜设置，所述第二安装部用于安装在振动台的动圈上。

上述振动试验夹具，通过连接件分别连接振动台的动圈及放置台，并利用放置台固定样品，可传递振动台的振动，实现对样品的振动测试。由于振动台为环状结构，既可以盘绕的方式放置长条状样品，同时制造振动试验夹具所需的材料较少，使振动试验夹具的重量较轻，惯性较小，有利于对振动台的动圈振动的有效传递，提高振动试验的准确性，同时中间部朝靠近放置台的中心轴方向倾斜设置，中间部在动圈振动时会受力，并产生弯曲力矩，可有效分解中间部受到的拉压应力，此时可化解压杆失稳，保证连接件的刚性，降低在振动传递过程中的动力传递失真，也可提高振动试验的准确性。此外，由于中间部朝靠近放置台的中心轴方向倾斜设置，相比于振动台的动圈，放置台的直径更大，可对无法直接置于振动台的动圈上的样品进行放置并固定，拓展了振动台的使用范围。

进一步地，所述第一安装部与所述放置台可拆卸连接，所述第二安装部用于与振动台可拆卸连接。

进一步地，相邻的两个所述连接件间隔设置。

进一步地，所述放置台为圆环状结构，所述放置台的外径小于1.5m。

进一步地，所述连接件沿所述放置台的径向方向设置。

一种振动试验方法，采用如上述任一项所述的振动试验夹具，包括以下步骤：

将第二安装部安装于振动台的动圈上；

将样品盘绕放置在放置台上，并与放置台连接，使盘绕后的样品均贴设于放置台远离振动台的侧面；

启动振动台。

上述振动试验方法，通过将样品以盘绕的方式放置在放置台上，使样品贴设于放置台的侧面上，此时振动试验夹具可更好的将振动台的振动传导至样品，使样品的各处均能受到振动，有利于提高振动试验的准确性。

进一步地，上述将第二安装部安装于振动台上之前，还包括以下步骤：

建立所述振动试验夹具的数字模型；

对所述数字模型施加随机振动激励信号，得到所述数字模型的随机振动响应信号；

利用所述随机振动激励信号生成随机振动激励波形，利用所述随机振动响应信号生成随机振动响应波形；

对比所述随机振动激励波形与所述随机振动响应波形，若在单位时间内，所述随机振动响应波形的幅值小于所述随机振动激励波形的幅值的两倍，则所述数字模型合格；

根据所述数字模型加工放置台及连接件。

进一步地，所述捆绑件为多个，所述捆绑件为绑扎带，上述将样品固定于放置台上，具体包括以下步骤：

利用多个绑扎带将样品固定于放置台上，所述绑扎带沿放置台的周向间隔设置。

一种振动试验夹具调试系统，包括第一振动传感器、第二振动传感器及上述任一项所述的振动试验夹具，所述第一振动传感器设于所述放置台上，所述第二振动传感器用于设置在振动台的动圈上。

上述振动试验夹具调试系统，在试验时可利用第一振动传感器感测放置台的振动，利用第二振动传感器感测振动台的振动，通过比对第一振动传感器与第二振动传感器测得的数据，可了解振动台的振动输出在传递至振动试验夹具的过程中是否发生了损耗，同时可了解振动台的振动与振动试验夹具的振动之间的关系，便于通过调整振动台的振动输出，对振动试验夹具的振动进行控制，可提高振动试验的准确性。

一种振动试验夹具调试方法，采用如上述的振动试验夹具测试系统，包括以下步骤：

预设样品测试振动波形；

启动振动台；

分别采集第一振动传感器及第二振动传感器的信号；

利用第一振动传感器的信号生成第一振动波形，利用第二振动传感器的信号生成第二振动波形；

对比所述第一振动波形及所述第二振动波形，得到所述第一振动波形与第二振动波形之间的差补值；

根据所述差补值调整振动台，使第一振动波形逼近所述样品测试振动波形。

上述振动试验夹具调试方法，由于在样品测试中，会模拟样品的工作环境，此时需要将样品在振动测试时受到的振动限定在一定范围内，因此可根据样品的工作环境预设样品测试振动波形，利用第一振动传感器及第二振动传感器收集振动信号分别生成第一振动波形、第二振动波形，再通过比对第一振动波形、第二振动波形得到差补值，此时可了解振动台的振动与振动试验夹具的振动之间的关系，再调整振动台的振动，即调整振动台在振动时的第二振动波形，使第一振动波形逼近样品测试振动波形，此时可模拟样品的工作环境，可提高振动测试的准确性。

附图说明

图1为本发明实施例所述的振动试验夹具与动圈的配合示意图一；

图2为本发明实施例所述的振动试验夹具与动圈的配合示意图二；

图3为本发明实施例所述的振动试验方法的流程示意图一；

图4为本发明实施例所述的振动试验方法的流程示意图二；

图5为本发明实施例所述的振动试验方法的流程示意图三；

图6为本发明实施例所述的振动试验夹具调试方法的流程示意图。

附图标记说明：

100、放置台，200、连接件，210、第一安装部，220、中间部，230、第二安装部，10、动圈。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。

本实施例中，振动试验夹具主要用于电缆的振动试验，但上述振动试验夹具也可用于光缆或其他长条形样品的振动试验。

一实施例中，如图1及图2所示，振动试验夹具包括放置台100、捆绑件及至少三个连接件200，捆绑件用于将样品固定于放置台100上，放置台100为环状结构，连接件200围绕放置台100的中心轴设置，连接件200包括依次连接的第一安装部210、中间部220及第二安装部230，第一安装部210、第二安装部230分别设于中间部220的两侧，第一安装部210与放置台100连接，中间部220朝靠近放置台100的中心轴方向倾斜设置，第二安装部230用于安装在振动台的动圈10上。

上述振动试验夹具，通过连接件200分别连接振动台的动圈10及放置台100，并利用放置台100固定样品，可传递振动台的振动，实现对样品的振动测试。由于振动台为环状结构，既可以盘绕的方式放置长条状样品，同时制造振动试验夹具所需的材料较少，使振动试验夹具的重量较轻，惯性较小，有利于对振动台的动圈10振动的有效传递，提高振动试验的准确性，同时中间部220朝靠近放置台100的中心轴方向倾斜设置，中间部220在动圈10振动时会受力，并产生弯曲力矩，可有效分解中间部220受到的拉压应力，此时可化解压杆失稳，保证连接件200的刚性，降低在振动传递过程中的动力传递失真，也可提高振动试验的准确性。此外，由于中间部220朝靠近放置台100的中心轴方向倾斜设置，相比于振动台的动圈10，放置台100的直径更大，可对无法直接置于振动台的动圈10上的样品进行放置并固定，拓展了振动台的使用范围。

可选地，连接件200的数量为八个，且连接件200沿放置台100的周向均匀间隔设置。

可选地，连接件200与放置台100的材料均为铝合金。此时振动试验夹具的重量较轻，同时振动实验夹具的刚性较大，可防止振动传递过程中，由于振动实验夹具的刚性不足造成传递失真。此外，放置台100与连接件200的材料也可为碳纤维等重量轻、强度大的材料。

进一步地，第一安装部210与放置台100可拆卸连接，第二安装部230用于与振动台可拆卸连接。此时可便于根据不同尺寸的样品进行相应的调整，提高振动试验的准确性。

可选地，连接件200通过螺栓分别与放置台100、振动台的动圈10可拆卸连接。具体地，连接件200上设有与螺栓匹配的至少两个通孔，同一个连接件200上的通孔沿放置台100的径向依次设置。

进一步地，相邻的两个连接件200间隔设置。此时可方便拆装，同时可防止连接件200之间相互干涉。

进一步地，放置台100为圆环状结构，放置台100的外径小于1.5m。此时由于振动台的动圈10的振动传递至放置台100时，放置台100上各处的样品受到的振动相同，使样品受到的振动更充分，有利于提高振动试验的准确性。

进一步地，连接件200沿放置台100的径向方向设置。此时也可保证动圈10的振动均匀的传递至放置台100。

如图3所示，可采用上述振动试验夹具进行振动试验方法，包括以下步骤：

将第二安装部230安装于振动台的动圈上；

将样品盘绕放置在放置台100上，并与放置台100连接，使盘绕后的样品均贴设于放置台100远离振动台的侧面；

启动振动台。

上述振动试验方法，通过将样品以盘绕的方式放置在放置台100上，使样品贴设于放置台100的侧面上，此时振动试验夹具可更好的将振动台的振动传导至样品，使样品的各处均能受到振动，有利于提高振动试验的准确性。此外，由于样品放置在放置台100后，会对放置台100的重心造成影响，进而影响振动传递的准确性，因此先将振动试验夹具安装于振动台上，在将样品以盘绕的方式放置在放置台100上，有利于提高振动试验的准确性。

进一步地，如图4所示，上述将第二安装部230安装于振动台上之前，还包括以下步骤：

建立振动试验夹具的数字模型；

对数字模型施加随机振动激励信号，得到数字模型的随机振动响应信号；

利用随机振动激励信号生成随机振动激励波形，利用随机振动响应信号生成随机振动响应波形；

对比随机振动激励波形与随机振动响应波形，若在单位时间内，随机振动响应波形的幅值小于随机振动激励波形的幅值的两倍，则数字模型合格；

根据数字模型加工放置台100及连接件200。

此时可通过先建立振动试验夹具的数字模型，了解振动试验夹具在样品测试的过程中是否会发生共振，防止由于振动实验夹具发生共振导致振动传递的失真，影响振动试验的准确性。

具体地，由于样品测试时会模拟样品工作时受到的振动，因此上述随机振动激励信号可设置为一定范围，例如样品工作时所受到的振动的取值范围，以防止振动试验夹具在样品测试时发生振动。

可选地，可利用有限元软件建立振动试验夹具的数字模型，并对振动试验夹具是否会发生共振进行分析。

进一步地，捆绑件为多个，捆绑件为绑扎带，如图5所示，上述将样品固定于放置台100上，具体包括以下步骤：

利用多个绑扎带将样品固定于放置台100上，绑扎带沿放置台100的周向间隔设置。

由于在样品的振动测试时，样品的振动为沿竖直方向的上下振动，因此将样品固定于放置台100上时，主要防止在竖直方向上，样品相对放置台100发生上下移动，则可利用绑扎带将样品固定于放置台100上，同时多个绑扎带沿放置台100的周向间隔设置，保证样品的各处均固定于放置台100上，可提高振动试验的准确性。此外，绑扎带成本低，不需要专门制造，使用方便。

可将振动试验夹具应用于振动试验夹具调试系统中，上述振动试验夹具调试系统包括第一振动传感器、第二振动传感器及振动试验夹具，第一振动传感器设于放置台100上，第二振动传感器用于设置在振动台的动圈10上。

上述振动试验夹具调试系统，在试验时可利用第一振动传感器感测放置台100的振动，利用第二振动传感器感测振动台的振动，通过比对第一振动传感器与第二振动传感器测得的数据，可了解振动台的振动输出在传递至振动试验夹具的过程中是否发生了损耗，同时可了解振动台的振动与振动试验夹具的振动之间的关系，便于通过调整振动台的振动输出，对振动试验夹具的振动进行控制，可提高振动试验的准确性。

如图6所示，振动试验夹具调试方法，采用如上述的振动试验夹具测试系统，包括以下步骤：

预设样品测试振动波形；

启动振动台；

分别采集第一振动传感器及第二振动传感器的信号；

利用第一振动传感器的信号生成第一振动波形，利用第二振动传感器的信号生成第二振动波形；

对比第一振动波形及第二振动波形，得到第一振动波形与第二振动波形之间的差补值；

根据差补值调整振动台，使第一振动波形逼近样品测试振动波形。

上述振动试验夹具调试方法，由于在样品测试中，会模拟样品的工作环境，此时需要将样品在振动测试时受到的振动限定在一定范围内，因此可根据样品的工作环境预设样品测试振动波形，利用第一振动传感器及第二振动传感器收集振动信号分别生成第一振动波形、第二振动波形，再通过比对第一振动波形、第二振动波形得到差补值，此时可了解振动台的振动与振动试验夹具的振动之间的关系，再调整振动台的振动，即调整振动台在振动时的第二振动波形，使第一振动波形逼近样品测试振动波形，此时可模拟样品的工作环境，可提高振动测试的准确性。具体地，上述差补值可通过计算第一振动波形与第二振动波形之间的方差，并对方差进一步处理得到。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种振动试验夹具，其特征在于，包括放置台、捆绑件及至少三个连接件，所述捆绑件用于将样品固定于所述放置台上，所述放置台为环状结构，所述连接件围绕所述放置台的中心轴设置，所述连接件包括依次连接的第一安装部、中间部及第二安装部，所述第一安装部、所述第二安装部分别设于所述中间部的两侧，所述第一安装部与所述放置台连接，所述中间部朝靠近所述放置台的中心轴方向倾斜设置，所述第二安装部用于安装在振动台的动圈上。

2.根据权利要求1所述的振动试验夹具，其特征在于，所述第一安装部与所述放置台可拆卸连接，所述第二安装部用于与振动台可拆卸连接。

3.根据权利要求1所述的振动试验夹具，其特征在于，相邻的两个所述连接件间隔设置。

4.根据权利要求1所述的振动试验夹具，其特征在于，所述放置台为圆环状结构，所述放置台的外径小于1.5m。

5.根据权利要求1所述的振动试验夹具，其特征在于，所述连接件沿所述放置台的径向方向设置。

6.一种振动试验方法，其特征在于，采用如权利要求1-5任一项所述的振动试验夹具，包括以下步骤：

将第二安装部安装于振动台的动圈上；

将样品盘绕放置在放置台上，并与放置台连接，使盘绕后的样品均贴设于放置台远离振动台的侧面；

启动振动台。

7.根据权利要求6所述的振动试验方法，其特征在于，上述将第二安装部安装于振动台上之前，还包括以下步骤：

建立所述振动试验夹具的数字模型；

对所述数字模型施加随机振动激励信号，得到所述数字模型的随机振动响应信号；

利用所述随机振动激励信号生成随机振动激励波形，利用所述随机振动响应信号生成随机振动响应波形；

对比所述随机振动激励波形与所述随机振动响应波形，若在单位时间内，所述随机振动响应波形的幅值小于所述随机振动激励波形的幅值的两倍，则所述数字模型合格；

根据所述数字模型加工放置台及连接件。

8.根据权利要求6所述的振动试验方法，其特征在于，所述捆绑件为多个，所述捆绑件为绑扎带，上述将样品固定于放置台上，具体包括以下步骤：

利用多个绑扎带将样品固定于放置台上，所述绑扎带沿放置台的周向间隔设置。

9.一种振动试验夹具调试系统，其特征在于，包括第一振动传感器、第二振动传感器及如权利要求1-5任一项所述的振动试验夹具，所述第一振动传感器设于所述放置台上，所述第二振动传感器用于设置在振动台的动圈上。

10.一种振动试验夹具调试方法，其特征在于，采用如权利要求9所述的振动试验夹具测试系统，包括以下步骤：

预设样品测试振动波形；

启动振动台；

分别采集第一振动传感器及第二振动传感器的信号；

利用第一振动传感器的信号生成第一振动波形，利用第二振动传感器的信号生成第二振动波形；

对比所述第一振动波形及所述第二振动波形，得到所述第一振动波形与第二振动波形之间的差补值；

根据所述差补值调整第二振动波形，使第一振动波形逼近所述样品测试振动波形。