CN114397073B - 一种防共振脱落工装夹具和振动试验方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种防共振脱落工装夹具，包含压条，压条两端配置有与振动台面连接的L形拐角，压条中部配置有与振动台面连接的U形拐角。所述压条和拐角为一体成型材料制成，在拐角之间与压条表面围成的空间为卡槽，用于固定被测物体；所述L形拐角的底部和所述U形拐角的底部与压条的垂直距离相同，且设置有垂直于所述压条表面的螺孔。本申请还包含使用所述工装夹具的测试方法。本申请消除振动测试中被测产品和工装夹具之间的滑动、脱落和共振。

Description

一种防共振脱落工装夹具和振动试验方法

技术领域

本申请涉及可靠性技术领域，尤其涉及一种防共振脱落工装夹具和振动试验方法。

背景技术

晶体振荡器因其良好的频率特性，常被用作时间频率基准，广泛应用于通信、雷达、导航和制导等系统中。在卫星发射升空、航天器在轨运行、飞机空中飞行等过程中，经常存在剧烈的共频振动，因此保证产品的可靠性、振动在试验中更准确性变得尤为重要。但是，振动试验中产品与工装夹具之间容易产生划动、脱落、共振现象，使振动量级达不到试验要求的问题，对试验结果造成较大影响从而影响到产品的可靠性。

发明内容

本申请实施例提供一种防共振脱落工装夹具和振动试验方法，以解决振动测试中被测产品和工装夹具之间的滑动、脱落和共振的问题。本发明尤其适用于晶体振荡器振动试验工装夹具、用于晶体振荡器振动试验。

本申请实施例提供一种防共振脱落工装夹具，包含压条，压条两端配置有与振动台面连接的L形拐角，压条中部配置有与振动台面连接的U形拐角。压条与任意一个所述拐角的连接处呈直角。在本申请的一个实施例中，所述压条的宽度为12mm，卡槽深度为18mm，宽度为50mm。

所述压条和拐角为一体成型材料制成，在拐角之间与压条表面围成的空间为卡槽，用于固定被测物体；所述L形拐角的底部和所述U形拐角的底部与压条的垂直距离相同，且设置有垂直于所述压条表面的螺孔。

另一方面，本申请还出一种振动试验方法，使用本申请任一实施例所述的防共振脱落工装夹具，包含以下步骤：

用所述防共振脱落工装夹具，将被测产品压迫置于振动台面上；优选地，所述振动台面上设置有与所述卡槽宽度相同的防滑槽。优选地，使用螺丝通过所述螺孔将所述工装夹具固定在振动台上，被测物体与所述工装夹具刚性链接。

在振动台测试所述工装夹具的一阶谐振频率不低于第一设定阈值。

在振动台测试所述工装夹具的正交方向上运动幅值小于第二设定阈值。

在振动台测试所述工装夹具与所述被测物体相链接的所有固定点的偏差小于第三设定阈值。

在满足上述条件的基础上继续进行振动测试。

本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：

本发明工装把产品放入工装夹具压条的卡槽里、通过螺丝紧固在工装夹具上，减少产品与工装间产生的划动、脱落、共振现象。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为振动控制原理示意图；

图2为现有技术的振动工装夹具结构尺寸；

图3为现有技术振动工装夹具实物图；

图4为本发明的振动工装夹具结构尺寸图，包括正视图和俯视图；

图5为本发明的振动工装夹具的实物图；

图6为包含弯曲部的防共振脱落工装夹具实施例；

图7为包含多个弯曲部时的实施例；

图8为现有技术振动工装夹具的安装方式；

图9为本发明的振动工装夹具的安装方式；

图10为现有技术振动工装夹具的振动试验结果；

图11为本发明的振动工装夹具的振动试验结果。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。

图1为振动控制原理示意图。

被测样品一般都是通过工装夹具装夹到振动试验台台面上、使用工装夹具来链接振动台和被测样品，振动台的振动和能量就不能直接传递到被测设备上，而是先传递到夹具上，然后再通过夹具传递到样品上，试验结果的可信程度与试验夹具的设计、制作及安装使用直接相关，因此夹具就成了振动试验中一个很重要的环节。

工装夹具的用途主要表现在三方面：将试验样品固定或链接到试验台上；将振动应力准确地传递到试验样品上；保持或改变振动的激励方向。

按照振动试验工装夹具的不同用途，工装夹具的设计通常有三项最主要的指标。(1)传递特性：振动试验工装夹具的传递特性在振动试验频率范围内满足试验标准的要求，在设计振动试验工装夹具时通常规定工装夹具的一阶谐振频率不低于一个规定值，当在某个频率段上存在谐振点时，其阻尼也要足够高。(2)横向运动：振动试验夹具在正交方向上运动幅值须满足试验标准的要求。(3)均匀性：试验夹具与试验样品相链接的所有固定点上的偏差必须在某个规定的范围内，以满足试验标准中关于均匀性的要求。

图2为现有技术的振动工装夹具结构、尺寸，图3为现有技术振动工装夹具实物图。

现有技术的工装夹具为一长条形直线压条，带有螺孔，用于定位安装。

图4为本发明的振动工装夹具结构尺寸图，包括正视图和俯视图。图5为本发明的振动工装夹具的实物图。

本申请实施例提出的一种防共振脱落工装夹具，包含压条，压条两端配置有与振动台面连接的L形拐角51。进一步地，压条中部配置有与振动台面连接的U形拐角52。压条与任意一个所述拐角的连接处呈直角。在本申请的一个实施例中，所述压条的宽度为12mm，卡槽深度为18mm，宽度为50mm。

所述压条和拐角为一体成型材料制成，在拐角之间与压条表面围成的空间为卡槽53，用于固定被测物体；所述L形拐角的底部和所述U形拐角的底部与压条的垂直距离相同，且设置有垂直于所述压条表面的螺孔54。

优选地，所述振动工装夹具为金属材料。

当所述振动工作夹具的各个拐角部均通过螺丝与振动台面结合时，由于螺丝的紧固作用，卡槽内在压条沿长度方向分布的与每一个被测件接触的受力点至少有2处，由于本申请的拐角形结构，在被测件的两个侧面夹持被测件，避免被测件滑动、加强紧固力。

图6为包含弯曲部的防共振脱落工装夹具实施例。

优选的，所述压条在卡槽内的位置包含至少一个弯曲部61，优选地，所述弯曲部为圆弧形，曲率半径为R，圆心在压条远离卡槽一侧。弯曲部使压条具有弹性，当压条的拐角与台面通过螺丝配合时，所述弯曲部因被测件表面压迫趋于平直，此时，由于螺丝的紧固作用，弯曲部范围内在压条长度方向分布的与每一个被测件接触的受力点呈连续的线分布，避免受力点为离散的点状分布。使弯曲部的表面与被测件结合更紧，提高振动传导效率。

图7为包含多个弯曲部时的实施例。进一步优选地，压条在卡槽内的范围卡槽内包含两个或两个以上弯曲部71，72，73，且多个弯曲部的曲率不同，例如居中的弯曲部72半径R2更大，且R1、R2、R3互不相等。本装置能够进一步加强振动传导、消除夹具本身带来的共振现象。

图8为现有技术振动工装夹具的安装方式。

现有技术的工装夹具压条，通过螺栓与振动台面连接，将被测产品压迫在台面上。由于压条本身的弹性作用，在振动实验时产生冗余共振。且由于压条在螺栓作用下的形变，导致被测产品与压条接触面力量不均匀，例如突出表现为每一个被测件在压条长度方向上仅有2个受力点接触。当压条作用于2个并列的被测件时，如果螺栓调节不良，甚至在每个被测件上仅形成一个受力点，而压条其他部位与被测件之间的接触处于松弛状态。因此，影响振动传导，在振动测试期间易产生被测产品滑动、脱出。

图9为本发明的振动工装夹具的安装方式。

步骤91、使用螺丝通过所述螺孔将所述工装夹具固定在振动台上，被测物体与所述工装夹具刚性链接。

步骤92、在振动台测试所述工装夹具的一阶谐振频率不低于第一设定阈值。

步骤93、在振动台测试所述工装夹具的正交方向上运动幅值小于第二设定阈值。

步骤94、在振动台测试所述工装夹具与所述被测物体相链接的所有固定点的偏差小于第三设定阈值。

通过调节螺栓深度，步骤72～74的性能得到调整；如果在最大螺栓时深度时仍不能满足要求，则表明夹具不合格，需优化尺寸和材质，直至满足。

步骤95、在满足上述条件的基础上继续进行振动测试。

图10为现有技术振动工装夹具的振动试验结果，图11为本发明的振动工装夹具的振动试验结果。将两种试验工装按试验要求的试验条件进行试验对比，试验条件：10Hz～100Hz、+6dB/oct；100Hz～1000Hz、0.01g²/Hz；1000Hz～2000Hz、-6dB/oct。垂直方向随机振动5min。

对原工装进行试验垂直方向发明成果验证确认，从图10中观察发现此安装方式中出现共振现象、此共振现象对产品性能测试造成影响。对比两图曲线中圈出的部分，图11新发明工装安装产品进行的试验结果和图10对比没有出现共振现象，且高频率区振动响应曲线平缓。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (9)

1.一种防共振脱落工装夹具，其特征在于，包含压条，压条两端配置有与振动台面连接的L形拐角，压条中部配置有与振动台面连接的U形拐角；

压条与任意一个所述拐角的连接处呈直角；所述压条和拐角为一体成型材料制成，在拐角之间与压条表面围成的空间为卡槽，用于固定被测物体；所述L形拐角的底部和所述U形拐角的底部与压条的垂直距离相同，且设置有垂直于所述压条表面的螺孔；

所述压条在卡槽内的位置包含至少一个弯曲部，所述弯曲部曲率半径的圆心在压条远离卡槽一侧。

2.如权利要求1所述的防共振脱落工装夹具，其特征在于，

使用螺丝通过所述螺孔将所述工装夹具固定在振动台上，被测物体与所述工装夹具刚性链接。

3.如权利要求1所述的防共振脱落工装夹具，其特征在于，

在振动台测试所述工装夹具的一阶谐振频率不低于第一设定阈值。

4.如权利要求1所述的防共振脱落工装夹具，其特征在于，

在振动台测试所述工装夹具的正交方向上运动幅值小于第二设定阈值。

5.如权利要求1所述的防共振脱落工装夹具， 其特征在于，

在振动台测试所述工装夹具与所述被测物体相链接的所有固定点的偏差小于第三设定阈值。

6.如权利要求1~5任意一项所述的防共振脱落工装夹具，其特征在于，

所述压条的宽度为12mm，卡槽深度为18mm，宽度为50mm。

7.如权利要求1~5任意一项所述的防共振脱落工装夹具，其特征在于，

所述压条在卡槽内的范围卡槽内包含两个或两个以上弯曲部。

8.如权利要求7所述的防共振脱落工装夹具，其特征在于，

多个弯曲部的曲率半径不同。

9.一种使用权利要求1~5任意一项所述防共振脱落工装夹具的振动试验方法，其特征在于，包含以下步骤：

使用螺丝通过所述螺孔将所述工装夹具固定在振动台上，被测物体与所述工装夹具刚性链接；

在振动台测试所述工装夹具的一阶谐振频率不低于第一设定阈值；

在振动台测试所述工装夹具的正交方向上运动幅值小于第二设定阈值；

在振动台测试所述工装夹具与所述被测物体相链接的所有固定点的偏差小于第三设定阈值。