CN112525451A - 一种多轴摇摆与振动复合试验平台 - Google Patents

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刘隆波
王勇
彭军
王岩磊
刘震涛
张扬
徐东
程红伟
张威
闻华殿
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Chinese People's Liberation Army 92942 Army
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    • G—PHYSICS
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Abstract

本发明公开了一种多轴摇摆与振动复合试验平台，属于模拟试验台技术领域。试验平台包括摇摆平台和振动平台；摇摆平台包括摇摆工作台面和三个摇摆支撑液压缸，三个摇摆支撑液压缸的上端与摇摆工作台面的底面以球铰形式相连，三个摇摆支撑液压缸的下端分别与基础固定或活动连接；振动平台安装于摇摆工作台面的上方；三个摇摆支撑液压缸各自沿轴向伸缩运动使得摇摆工作台面带动振动平台产生大幅度摇摆；振动平台的振动液压缸带动振动工作台面沿竖直方向往复运动产生振动；二者的叠加产生摇摆、振动的复合运动。本发明能够使试验环境更贴近受试对象实际工作环境。

Description

一种多轴摇摆与振动复合试验平台
技术领域
本发明属于模拟试验台技术领域，涉及一种多轴摇摆与振动复合试验平台。
背景技术
在目前的可靠性试验中，存在某些船载机电装备在陆上台架试验时功能、性能稳定，但在装船实际使用不久便故障频发的情况。这主要由于在台架试验时只考虑环境因素，或者只考虑振动、摇摆单一载荷，而很少考虑振动、摇摆综合载荷的影响。装备在船舶航行实际工况下不仅受到船舶内部动力装置如发动机等运转所产生的振动载荷，还受到船体因风浪等外部作用产生并作用到内部装备上的摇摆载荷。
目前已有的技术已具备单独施加振动载荷和单独施加摇摆载荷的能力，其中振动载荷、摇摆载荷根据实际工况下的振动、摇摆载荷进行单独施加，可以分别模拟振动工况和摇摆工况。但是在现有的振动、摇摆可靠性试验技术中，由于无法施加复合载荷，往往通过独立施加载荷的形式，先进行振动载荷下的可靠性试验，再进行摇摆载荷下的可靠性试验。按照现有技术进行可靠性试验，一来无法模拟船舶实际航行中的真实工况，二来以多个单独载荷下的可靠性试验结果来代替复合载荷下的可靠性试验结果，不符合可靠性试验的原理。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种多轴摇摆与振动复合试验平台，解决了现有的模拟试验台只能施加单一振动、单一摇摆载荷，而不能同时施加振动、摇摆载荷的模拟实验技术的不足，试验台通过将振动试验台和摇摆试验台耦合，最终能将振动、摇摆复合载荷在同一个模拟试验台架上按照需求进行复现。
一种多轴摇摆与振动复合试验平台，试验平台包括摇摆平台和振动平台；摇摆平台包括摇摆工作台面和三个摇摆支撑液压缸，三个摇摆支撑液压缸的上端与摇摆工作台面的底面以球铰形式相连，三个摇摆支撑液压缸的下端分别与基础固定或活动连接；所述振动平台安装于摇摆工作台面的上方；所述三个摇摆支撑液压缸各自沿轴向伸缩运动使得摇摆工作台面带动振动平台产生大幅度摇摆；振动平台的振动液压缸带动振动工作台面沿竖直方向往复运动产生振动；二者的叠加产生摇摆、振动的复合运动。
进一步地，所述三个摇摆支撑液压缸在摇摆工作台面或地面呈三角形的三个顶点位置分布，地面上的三个连接点分别为固定连接点、单自由度铰座和球铰座。
进一步地，所述振动平台包括受试对象装配支撑固件、振动工作台面和振动液压缸；所述受试对象装配支撑固件固定在振动工作台面上，所述振动液压缸顶部固定在振动工作台面的底部中心位置。
进一步地，所述摇摆支撑液压缸的上端安装球铰，摇摆工作台面的底面安装球铰座。
进一步地，所述摇摆工作台面的中心开有一个通孔，所述振动液压缸穿过该通孔与振动工作台面的底部相连接。
进一步地，所述摇摆工作台面底面三个球铰座中的两个分别固定于摇摆工作台面一侧的两端，另一个球铰座固定于摇摆工作台面上述一侧对侧的中点位置。
有益效果：
本发明将振动试验台和摇摆试验台通过机械方式耦合，对各个运动方向上的动力装置进行独立控制，以达到试验台在各个方向互不干涉的运动，在为受试对象施加振动载荷的同时，对其施加摇摆载荷，使受试对象能在振动、摇摆复合载荷下进行可靠性试验，使试验环境更贴近受试对象实际工作环境。
附图说明
图1、2本发明的整体结构示意图；
图3是本发明在装配上受试对象(海水泵)后的整体结构示意图；
图中，1为受试对象装配支撑固件，2为振动工作台面，3为摇摆工作台面，4为振动液压缸，5.1为第一摇摆支撑液压缸，5.2为第二摇摆支撑液压缸，5.3为第三摇摆支撑液压缸，6.1为第一球铰，6.2为第二球铰，6.3为第三球铰，6.4为第四球铰，7为单自由度铰座，8.1为第一球铰座，8.2为第二球铰座，8.3为第三球铰座，8.4为第四球铰座。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
如图1和图2所示，本发明提供了一种多轴摇摆与振动复合试验平台，本发明的试验平台包括摇摆平台和振动平台；其中摇摆平台包括摇摆工作台面3、第一摇摆支撑液压缸5.1，第二摇摆支撑液压缸5.2，第三摇摆支撑液压缸5.3，第一球铰6.1，第二球铰6.2，第三球铰6.3，第四球铰6.4，单自由度铰座7，第一球铰座8.1，第二球铰座8.2，第三球铰座8.3，第四球铰座8.4；摇摆工作台面3与第一摇摆支撑液压缸5.1，第二摇摆支撑液压缸5.2，第三摇摆支撑液压缸5.3以球铰形式相连；第二摇摆支撑液压缸5.2和第三摇摆支撑液压缸5.3底部与地面以铰接形式相连。
振动平台安装于摇摆工作台面3的上方，振动平台包括受试对象装配支撑固件1、振动工作台面2和振动液压缸4；振动工作台面2中间开有一圈12个螺纹孔，侧边的两个角落处开有2组共8个螺纹孔，受试对象装配支撑固件1固定在振动工作台面2上，振动液压缸4顶部固定在振动工作台面2的底部中心位置。
为了实现多轴摇摆的模拟效果，摇摆工作台面3底部安装有第二球铰座8.2、第三球铰座8.3、第四球铰座8.4并通过第一球铰6.1、第二球铰6.2、第四球铰6.4与第一摇摆支撑液压缸5.1，第二摇摆支撑液压缸5.2，第三摇摆支撑液压缸5.3相连接；第二摇摆支撑液压缸5.2底部与固定在地面的第一球铰座8.1通过第三球铰6.3连接；所述第三摇摆支撑液压缸5.3底部与固定于地面的单自由度铰座7铰接。
为了实现摇摆工作台面和振动工作台的耦和以及避免相互的运动干涉，摇摆工作台面3的中心开有一个通孔，振动液压缸4穿过这个通孔与振动工作台面2的底部相连接。第二球铰座8.2、第三球铰座8.3、第四球铰座8.4与摇摆工作台面3通过螺栓连接；所述第一球铰座8.1和所述单自由度铰座7与地面通过螺栓连接。所述第二球铰座8.2、第三球铰座8.3分别固定于摇摆工作台面3一侧的两端，所述第四球铰座8.4固定于摇摆工作台面3上述一侧对侧的中点位置。
如图3所示，试验时将试验对象(如海水泵)安装于振动工作台面2上，通过螺栓将受试机体和振动工作台面上的支撑固件1相连接。第一摇摆支撑液压缸5.1、第二摇摆支撑液压缸5.2和第三摇摆支撑液压缸5.3的运动由各个动力系统独立控制，从而导致振动平台产生大幅度摇摆；振动平台的振动液压缸4带动振动工作台面2沿竖直方向往复运动产生振动；二者的叠加产生摇摆、振动的复合运动，模拟船舶设备在海上的真实工作情形。
将振动试验台、摇摆试验台通过机械方式耦合，对各个运动方向上的动力装置进行独立控制，以达到试验台在各个方向互不干涉的运动。该试验台的运动用于模拟船舶在航行时其内部机电装备受到的振动、摇摆载荷，其中振动载荷被认为是由船载动力装置如发动机等正常工作时产生的，摇摆载荷则是由风浪等外部作用使船体摇摆而产生的。该试验台通过模拟振动、摇摆复合载荷，来复现船舶航行时，船载机电装备受到的综合载荷，用于考察在综合载荷下机电装备的可靠性
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种多轴摇摆与振动复合试验平台，其特征在于，试验平台包括摇摆平台和振动平台；摇摆平台包括摇摆工作台面和三个摇摆支撑液压缸，三个摇摆支撑液压缸的上端与摇摆工作台面的底面以球铰形式相连，三个摇摆支撑液压缸的下端分别与基础固定或活动连接；所述振动平台安装于摇摆工作台面的上方；所述三个摇摆支撑液压缸各自沿轴向伸缩运动使得摇摆工作台面带动振动平台产生大幅度摇摆；振动平台的振动液压缸带动振动工作台面沿竖直方向往复运动产生振动；二者的叠加产生摇摆、振动的复合运动。
2.如权利要求1所述的多轴摇摆与振动复合试验平台，其特征在于，所述三个摇摆支撑液压缸在摇摆工作台面或地面呈三角形的三个顶点位置分布，地面上的三个连接点分别为固定连接点、单自由度铰座和球铰座。
3.如权利要求1或2所述的多轴摇摆与振动复合试验平台，其特征在于，所述振动平台包括受试对象装配支撑固件、振动工作台面和振动液压缸；所述受试对象装配支撑固件固定在振动工作台面上，所述振动液压缸顶部固定在振动工作台面的底部中心位置。
4.如权利要求3所述的多轴摇摆与振动复合试验平台，其特征在于，所述摇摆支撑液压缸的上端安装球铰，摇摆工作台面的底面安装球铰座。
5.如权利要求4所述的多轴摇摆与振动复合试验平台，其特征在于，所述摇摆工作台面的中心开有一个通孔，所述振动液压缸穿过该通孔与振动工作台面的底部相连接。
6.如权利要求5所述的多轴摇摆与振动复合试验平台，其特征在于，所述摇摆工作台面底面三个球铰座中的两个分别固定于摇摆工作台面一侧的两端，另一个球铰座固定于摇摆工作台面上述一侧对侧的中点位置。
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