CN110160722A - 一种振动结构无限边界模拟装置 - Google Patents

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epidermis
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盛美萍
王骁
王敏庆
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Abstract

本发明提出一种振动结构无限边界模拟装置，由橡胶表皮和干燥砂粒组成；所述橡胶表皮采用中空封闭结构，干燥砂粒将橡胶表皮填充满，且橡胶表皮上开有与被试振动结构边界截面形状相同的开孔，被试振动结构边界能够插入橡胶表皮开孔并伸入橡胶表皮内，橡胶表皮以及内部干燥砂粒紧密包裹被试振动结构边界。本发明的振动结构无限边界模拟装置制作容易，工艺简单，成本低廉，吸收振动能量效果明显，可以极大降低试件边界位置的振动波反射效应，能够便捷、有效地模拟振动结构无限边界，提高试验精度，同时也能够减少模拟无限大结构振动测试中试件尺寸大小的需求。

Description

一种振动结构无限边界模拟装置
技术领域
本发明涉及振动试验技术领域，具体涉及一种振动结构无限边界模拟装置。
背景技术
振动试验中，有时需要模拟无限大结构进行测试，例如模拟无限大杆、梁、板等结构的振动响应试验，一般采用具有自由边界的大尺寸试件去近似模拟无限大结构，以达到试验效果。这种方法费时费力，试验成本很高，不利于快速获得测试结果。同时，不管采用多么大的试件，在试件的边界位置总会发生振动波的反射，违背了无限大结构没有反射边界的假设，导致测试结果产生较大的误差。如何用一个简单可行的方法有效地模拟无限大结构就成为了振动试验技术中一个亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提出一种振动结构无限边界模拟装置，用于解决采用有限尺寸试件模拟无限大结构进行振动试验时，试件的边界位置产生振动波反射的问题，使试件的边界更趋近于无限边界，提高试验精度，同时减少所需试件的尺寸，降低试验成本。
本发明的技术方案为：
所述一种振动结构无限边界模拟装置，其特征在于：由橡胶表皮和干燥砂粒组成；所述橡胶表皮采用中空封闭结构，干燥砂粒将橡胶表皮填充满，且橡胶表皮上开有与被试振动结构边界截面形状相同的开孔，被试振动结构边界能够插入橡胶表皮开孔并伸入橡胶表皮内，橡胶表皮以及内部干燥砂粒紧密包裹被试振动结构边界。
进一步的优选方案，所述一种振动结构无限边界模拟装置，其特征在于：橡胶表皮厚度为1mm-10mm且厚度均匀，干燥砂粒的砂粒尺寸不超过1mm。
进一步的优选方案，所述一种振动结构无限边界模拟装置，其特征在于：橡胶表皮采用丁基橡胶材料制成。
进一步的优选方案，所述一种振动结构无限边界模拟装置，其特征在于：被试振动结构边界伸入所述模拟装置的长度不小于100mm。
有益效果
本发明的优点是：本发明的振动结构无限边界模拟装置制作容易，工艺简单，成本低廉，吸收振动能量效果明显，可以极大降低试件边界位置的振动波反射效应，能够便捷、有效地模拟振动结构无限边界，提高试验精度，同时也能够减少模拟无限大结构振动测试中试件尺寸大小的需求。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为振动结构无限边界模拟装置的总体示意图；
图2为振动结构无限边界模拟装置的内部结构示意图；
图3为振动结构无限边界模拟装置用于模拟无限大梁结构振动试验的运用示意图；
图4为模拟无限大梁结构振动试验所用的振动结构无限边界模拟装置的结构示意图。
图2中各标号：1-橡胶表皮，2-干燥砂粒。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
为了在振动试验中能够采用有限尺寸的试件近似模拟无限大的结构，同时减少试件边界位置处的振动波反射问题，使试件的边界更趋近于无限边界，提高试验精度，降低试验费用，本发明提出一种振动结构无限边界模拟装置，用于吸收试件边界位置的振动波能量，极大地降低试件边界振动波反射效应。
如图1、图2所示：本实施例中的振动结构无限边界模拟装置由橡胶表皮1、干燥砂粒2组成；所述橡胶表皮1是中空的封闭结构，采用高阻尼丁基橡胶材料制成，厚度1mm-10mm且均匀，可以根据试验需要制作成各种外形；所述干燥砂粒2砂粒尺寸不超过1mm，干燥砂粒将橡胶表皮填充满。所述振动结构无限边界模拟装置制作时根据试件的形状确定橡胶表皮1的外形，并且橡胶表皮上开有与被试振动结构边界截面形状相同的开孔，被试振动结构边界能够插入橡胶表皮开孔并伸入橡胶表皮内，橡胶表皮以及内部干燥砂粒紧密包裹被试振动结构边界，且被试振动结构边界伸入所述模拟装置的长度不小于100mm。在橡胶表皮1厚度范围内选择合适的厚度使试验过程中橡胶表皮1受力或变形时不发生破裂，在橡胶表皮1不发生弹性拉伸状态下用干燥砂粒2充满橡胶表皮1中即可完成振动结构无限边界模拟装置。
如图3、图4所示，梁试件的两端为边界位置，根据梁试件的外形特征，将本发明振动结构无限边界模拟装置的橡胶表皮1制作为长方体，并在与梁试件相接触的部分设计凹槽，使模拟装置能够不留空隙地完全包覆梁试件的边界。使用本发明的模拟装置包覆有限尺寸梁试件的边界位置，梁试件中的振动波传递到试件边界并进入本发明的模拟装置中，引起模拟装置变形，并由于模拟装置橡胶表皮1的内阻尼、橡胶表皮1与干燥砂粒2的摩擦阻尼、干燥砂粒2之间的摩擦阻尼消耗振动能量，就可以极大地降低有限尺寸梁试件边界位置振动波的反射，从而模拟了振动结构的无限边界效果。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (4)

1.一种振动结构无限边界模拟装置，其特征在于：由橡胶表皮和干燥砂粒组成；所述橡胶表皮采用中空封闭结构，干燥砂粒将橡胶表皮填充满，且橡胶表皮上开有与被试振动结构边界截面形状相同的开孔，被试振动结构边界能够插入橡胶表皮开孔并伸入橡胶表皮内，橡胶表皮以及内部干燥砂粒紧密包裹被试振动结构边界。
2.根据权利要求1所述一种振动结构无限边界模拟装置，其特征在于：橡胶表皮厚度为1mm-10mm且厚度均匀，干燥砂粒的砂粒尺寸不超过1mm。
3.根据权利要求1所述一种振动结构无限边界模拟装置，其特征在于：橡胶表皮采用丁基橡胶材料制成。
4.根据权利要求1所述一种振动结构无限边界模拟装置，其特征在于：被试振动结构边界伸入所述模拟装置的长度不小于100mm。
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Title
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