CN113532779B - 一种台面缓冲材料振动传递性试验固定装置 - Google Patents

一种台面缓冲材料振动传递性试验固定装置 Download PDF

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Abstract

针对包装用缓冲材料振动传递特性测试导向质量块支架固定系统对振动台系统的要求高，设计难度大、安装精度高、制作成本高的不足，本发明开发了固定于振动台台面的一种台面重力式缓冲材料振动传递性试验固定装置。装置由立柱(4)、锁紧螺母(5)、导杆(6)、横梁(7)、直线轴承(9)、质量块(10)、样品限位框(12)和对称式T型槽螺母(13)组成；所有固定装置全部置于振动台台面上，质量块直接置于缓冲材料上部，质量块由穿过横梁直线轴承的导杆进行导向。装置克服了现有装置的不足，同时不需要对振动台进行进行改造，直接在振动台台面安装即可，拆卸方便，不影响振动台的其他应用。装置适合于缓冲材料的振动传递特性研究使用。

Description

一种台面缓冲材料振动传递性试验固定装置
技术领域
本发明涉及材料性能测试领域，主要涉及缓冲材料性能测试，特别涉及到一种台面缓冲材料振动传递性试验固定装置。
背景技术
缓冲包装材料的振动传递特性是运输包装防护要求的重要性能之一，通过振动传递特性实验得到系统的传递率，即系统在稳态强迫振动中的响应幅度与激励幅度的无量纲比值。包装材料的振动传递特性测试系统则由缓冲材料和质量块组成，测试时分别在振动台和质量块上安装加速度传感器，记录系统随频率变化的激励和响应加速度，通过不同频率下响应加速度与激励加速度的比值得到系统的传递率与频率关系曲线，即系统的振动传递特性。
当缓冲材料进行振动传递特性测试时，需要将缓冲材料和质量块进行固定，即需要用到固定装置。
文献一(GB/T8169-2008)，缓冲材料振动传递特性测试过程中，要保证振动过程中质量块与缓冲材料的完全接触受力，必须要求质量块与缓冲材料在水平方向上不能发生移动，而该标准采用的缓冲材料和质量块同为方型结构，为了防止质量块发生水平方向的移动和转动，该标准附录固定装置采用了四周加带胶圈的横挡杆进行限位。在测试过程中固定装置完全依托胶圈阻挡质量块的横向移动，由于胶圈的弹性变形使得质量块与缓冲材料之间达不到完全的接触，影响缓冲测试的准确性。
文献二(ZL201310205277.3一种台面缓冲材料振动传递性试验固定装置)发明了一种固定装置，该装置设置有可以调整缓冲材料静压力的装置以及能实时测定静压力的传感器，按照设定的静压力给上部试样施加载荷后固定，卸除压力传感器即可启动振动测试系统进行材料的振动传递特性测试。但在实际使用中发现，由于缓冲材料的弹性，实际上部载荷依然很难准确设置和控制。
针对文献二的不足，文献三(ZL201921951843.4一种台面重力式缓冲材料振动传递性试验固定装置CN211061475U)发明了一种固定装置，该装置采用在振动台台面安装支架固定装置，振动传递测试时只使用一个材料样品，质量块系统与支架横梁之间进行线性滑动导向配合，虽然该专利具有直接测试得到缓冲材料本身的缓冲特性数据的优点，但该专利中给出固定装置实施方案未实现实时测定材料的变形数据、缓冲材料的框架式固定不便于样品尺寸和形状的调整以及立柱的固定与常用台面孔位难于配合稳定性差的问题。
发明内容
针对缓冲材料振动传递特性测试固定装置存在实时测定材料的变形数据、框架式固定不便于样品尺寸和形状的调整和立柱固定的匹配性和稳定性差的不足，本发明开发了固定于振动台台面的一种台面缓冲材料振动传递性试验固定装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种台面缓冲材料振动传递性试验固定装置，固定装置为对角双立柱框架结构，包含振动台台面(1)、垫板(2)、垫板固定螺栓(3)、激励传感器(4)、立柱组件(5)、转接块固定螺栓(6)、激光位移传感器(7)、方型铝型材横梁(8)、角接件(9)和顶板(10)；垫板(2)置于振动台台面(1)上方对齐，垫板固定螺栓(3)对角将垫板(2)与振动台台面(1)固定；一对立柱组件(5)对角置于垫板(2)上方角部，转接块固定螺栓(6)将穿过立柱组件(5)和垫板(2)与振动台台面(1)固定；角接件(9)固定于方型铝型材横梁(8)上下两端，然后固定于一对立柱组件(5)之间；顶板(10)固定于一对立柱组件(5)的顶端；激励传感器(4)固定于垫板(2)边缘孔中；激光位移传感器(7)安装于方型铝型材横梁(8)侧面的中间位置。
本发明的有益效果是：1)采用对角式双立柱结构布置，台面的有效测试空间大；2)立柱底部采用了转接块四向固定方式，双立柱顶部采用了顶板连接，整体结构的稳定性高；3)设计不同的横梁和垫板尺寸，固定装置可以应用于不同的振动台台面；4)铁质垫板便于测试材料采用磁铁挡块水平定位，同时保证测试材料与台面的完全接触；5)在横梁上安装有非接触式激光位移传感器，不影响系统振动，传感器与台体同步运动，不需要考虑台体位移，可以直接测出材料的变形数据，相比于通过加速度进行变形积分计算数据准确性更高，同时可以实时了解不同振动条件下缓冲材料的变形及其响应；6)固定装置横梁可安装单杆和多杆导向装置。
附图说明
图1为本发明一种台面缓冲材料振动传递性试验固定装置结构图。
图2为图1的分解视图。
图3为图2中立柱组件(5)的分解视图。
图4为图3中转接块(11)的结构图。
图5为图2中垫板(2)主视图。
图6为本发明应用于方型材料(31)测试的结构图。
图7为本发明应用于圆形材料(41)测试的结构图。
图中：1.振动台台面，2.垫板，3.垫板固定螺栓，4.激励传感器，5.立柱组件，6.转接块固定螺栓，7.激光位移传感器，8.方型铝型材横梁，81.导向孔，9.角接件，10.顶板，11.转接块，13.方型铝型材，16.定位孔，17.沉头通孔，18.角接件通孔，21.垫板通孔，22.铝型材孔，23.刻度线，31.方型材料，32.磁铁挡块，33.方型质量系统，330.导板，34.响应传感器，41.圆形材料，42.圆形质量系统。
具体实施方式
参照附图1和附图2，一种台面缓冲材料振动传递性试验固定装置，固定装置为对角双立柱框架结构，包含振动台台面(1)、垫板(2)、垫板固定螺栓(3)、激励传感器(4)、立柱组件(5)、转接块固定螺栓(6)、激光位移传感器(7)、方型铝型材横梁(8)、角接件(9)和顶板(10)；垫板(2)置于振动台台面(1)上方对齐，垫板固定螺栓(3)对角将垫板(2)与振动台台面(1)固定；一对立柱组件(5)对角置于垫板(2)上方角部，转接块固定螺栓(6)将穿过立柱组件(5)和垫板(2)与振动台台面(1)固定；角接件(9)固定于方型铝型材横梁(8)上下两端，然后固定于一对立柱组件(5)之间；顶板(10)固定于一对立柱组件(5)的顶端；激励传感器(4)固定于垫板(2)边缘孔中；激光位移传感器(7)安装于方型铝型材横梁(8)侧面的中间位置。
参照附图1和附图2，方型铝型材横梁(8)中间位置带有导向孔(81)。
参照附图3和附图4，立柱组件(5)由转接块(11)、方型铝型材(13)和角接件(9)组成；
其中转接块(11)为正方形结构，带有一个定位孔(16)通孔、一个沉头通孔(17)和三个角接件通孔(18)；定位孔(16)位于转接块(11)的中心，为正方形开孔，方位相对于转接块中心旋转45度；沉头通孔(17)和角接件通孔(18)分布于转接块(11)的四个角部，沉头通孔(17)所在的角部为大圆角结构；
方型铝型材(13)插入转接块(11)的定位孔(16)中，四个角接件(9)放置于方型铝型材(13)底部四个侧面与转接块(11)相配合，角接件(9)与方型铝型材(13)通过螺栓固定；立柱组件(5)安装时转接块固定螺栓(6)穿过角接件(9)与转接块(11)的角接件通孔(18)和沉头通孔(17)与振动台台面(1)固定。
参照附图5，垫板(2)为铁质正方形结构，四边带有垫板通孔(21)、四角带有正方形铝型材孔(22)，垫板(2)的表面带有刻度线(23)。
实施例1参照附图6，矩形缓冲材料样品的振动传递特性测试
参考垫板(2)的刻度线(23)将方型材料(31)置于垫板(2)的中心位置，用磁铁挡块(32)在方型材料(31)四周挡住。
将方型质量系统(33)的导板(330)固定于固定装置方型铝型材横梁(8)的上表面中间位置，方型质量系统(33)的底部与方型材料(31)压住接触。
将响应传感器(34)固定于方型质量系统(33)方形质量块的中间位置。
启动振动台，即可记录振动时响应传感器(34)与激励传感器(4)的数据，从而得到在缓冲材料在该载荷下缓冲振动系统随频率变化的传递特性。
实施例2参照附图7，圆形缓冲材料样品的振动传递特性测试
参考垫板(2)的刻度线(23)将圆形材料(41)置于垫板(2)的中心位置，用磁铁挡块(32)在圆形材料(41)四周挡住。
将圆形质量系统(42)顶部的导杆穿过装于固定装置方型铝型材横梁(8)上导向孔(81)处的线性轴承，圆形质量系统(42)的底部与方型材料(31)压住接触。
将响应传感器(34)固定于圆形质量系统(42)的导杆顶部。
启动振动台，即可记录振动时响应传感器(34)与激励传感器(4)的数据，从而得到在缓冲材料在该载荷下缓冲振动系统随频率变化的传递特性。

Claims (3)

1.一种台面缓冲材料振动传递性试验固定装置，其特征在于：固定装置为对角双立柱框架结构，包含振动台台面(1)、垫板(2)、垫板固定螺栓(3)、激励传感器(4)、立柱组件(5)、转接块固定螺栓(6)、激光位移传感器(7)、横梁(8)、角接件(9)和顶板(10)；垫板(2)置于振动台台面(1)上方对齐，垫板固定螺栓(3)对角将垫板(2)与振动台台面(1)固定；一对立柱组件(5)对角置于垫板(2)上方角部，转接块固定螺栓(6)将穿过立柱组件(5)和垫板(2)与振动台台面(1)固定；角接件(9)固定于横梁(8)上下两端，然后固定于一对立柱组件(5)之间；顶板(10)固定于一对立柱组件(5)的顶端；激励传感器(4)固定于垫板(2)边缘孔中；激光位移传感器(7)安装于横梁(8)侧面的中间位置；
立柱组件(5)由转接块(11)、方型铝型材(13)和角接件(9)组成；
所述的转接块(11)为正方形结构，带有一个定位孔(16)通孔、一个沉头通孔(17)和三个角接件通孔(18)；定位孔(16)位于转接块(11)的中心，为正方形开孔，方位相对于转接块中心旋转45度；沉头通孔(17)和角接件通孔(18)分布于转接块(11)的四个角部，沉头通孔(17)所在的角部为大圆角结构；
方型铝型材(13)插入转接块(11)的定位孔(16)中，四个角接件(9)放置于方型铝型材(13)底部四个侧面与转接块(11)相配合，角接件(9)与方型铝型材(13)通过螺栓固定；立柱组件(5)安装时转接块固定螺栓(6)穿过角接件(9)与转接块(11)的角接件通孔(18)和沉头通孔(17)与振动台台面(1)固定。
2.根据权利要求1所述的一种台面缓冲材料振动传递性试验固定装置，其特征在于：垫板(2)为铁质正方形结构，四边带有垫板通孔(21)、四角带有正方形铝型材孔(22)，垫板(2)的表面带有刻度线(23)。
3.根据权利要求1所述的一种台面缓冲材料振动传递性试验固定装置，其特征在于：方型铝型材横梁(8)中间位置带有导向孔(81)。
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