CN206945249U - 一种用于热模态试验的水冷激振装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及热模态试验设备设计领域，特别涉及一种用于热模态试验的水冷激振装置。水冷激振装置包括沿与同一直线方向依次设置的上连接杆、水冷杆、力传感器、激振器、下连接杆以及激振器；水冷杆一端与力传感器固定连接，水冷杆内部形成有与水冷杆外部形状相似的水腔，且水冷杆上开设有与水腔分别连通的进水口和出水口；进水口和出水口分别通过通过管道与水源连通，再通过驱动装置驱动以构成水循环。本实用新型的用于热模态试验的水冷激振装置结构简、单易于实现且降温效果显著，通过水冷杆对力传感器及激振器进行冷却降温，使得温度得到有效的控制，热模态试验得以正常开展。

Description

一种用于热模态试验的水冷激振装置

技术领域

本实用新型涉及热模态试验设备设计领域，特别涉及一种用于热模态试验的水冷激振装置。

背景技术

高马赫数飞行器面临着严重的气动加热问题，升温过程中材料的特性会发生变化，同时由于不同区域的温升速率等因素的影响，产生了结构热应力。由于飞机结构的动力学特性发生了改变，会影响飞行品质及包线。所以，需要对热区域结构需要进行热模态试验，用来摸清结构在高温环境下的动力学特性。

常温的结构模态试验通过是激振器对结构进行激振，用力传感器进行力信号采集。激振器与试验件通过10cm左右的激振杆连接。由于力传感器上限温度120度，高温模态试验需要将试验件加热到数百甚至上千度。严重超出了力传感器的耐受范围，同时激振器也无法承受这样的高温，使得试验无法完成。

发明内容

本实用新型的目的是提供了一种用于热模态试验的水冷激振装置，解决现有高温模态试验条件下激振装置中力传感器及激振器的温度过高的问题。

本实用新型的技术方案是：

一种用于热模态试验的水冷激振装置，包括：

激振器，与待测试验件固定设置在同一水平安装面上；

力传感器，通过下连接杆固定设置在所述激振器的一端；

水冷杆，一端与所述力传感器固定连接，所述水冷杆内部形成有与所述水冷杆外部形状相似的水腔，且所述水冷杆上开设有与所述水腔分别连通的进水口和出水口；

水源，内部存储有水，通过管道分别与所述进水口和出水口连通；

驱动装置，用于驱动所述水源中的水从所述水冷杆的进水口注入所述水腔，再从所述出水口返回所述水源，构成循环；

上连接杆，用于将所述水冷杆的另一端与所述待测试验件固定连接，其中，所述上连接杆、水冷杆、力传感器以及下连接杆是沿与所述水平安装面平行的直线方向依次设置。

优选的，所述激振器是通过支架固定在所述水平安装面上。

优选的，所述进水口位于所述水冷杆一端的底部，所述出水口位于所述水冷杆另一端的顶部。

优选的，所述激振器与所述下连接杆的一端以及所述下连接杆的另一端与所述力传感器之间采用螺栓连接。

优选的，所述水冷杆与所述力传感器以及所述水冷杆与所述上连接杆之间采用螺栓连接。

优选的，所述上连接杆与所述待测试验件之间采用螺栓连接。

本实用新型的优点在于：

本实用新型的用于热模态试验的水冷激振装置结构简、单易于实现且降温效果显著，通过水冷杆对力传感器及激振器进行冷却降温，使得温度得到有效的控制，热模态试验得以正常开展。

附图说明

图1是本实用新型用于热模态试验的水冷激振装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

下面结合附图1对本实用新型用于热模态试验的水冷激振装置做进一步详细说明。

本实用新型提供了一种用于热模态试验的水冷激振装置，可以包括激振器1、力传感器3、水冷杆5以及水源等装置。

激振器1可以采用已知的多种适合的激振器，需要与待测试验件 2固定设置在同一水平安装面上；进一步，在本实施例中，优选激振器1是通过支架11固定在水平安装面上，以方便拆装以及调节。

力传感器3可以采用已知的多种适合的力传感器，通过下连接杆 4固定设置在激振器1的一端；具体地，是激振器1与下连接杆4的一端采用螺栓连接，下连接杆4的另一端与力传感器3之间采用螺栓连接。

水冷杆5一端与力传感器3固定连接，本实施例中同样优选为螺栓连接；水冷杆5内部形成有与水冷杆5外部形状相似的水腔，且水冷杆5上开设有与水腔分别连通的进水口51和出水口52；进一步，优选进水口51位于水冷杆5一端的底部，出水口52位于水冷杆5另一端的顶部，从而使得水能够完全充满水腔后再排出，冷却效率高。

水源可以为多种适合的结构，例如水池、水箱等等，内部存储有水；水源通过管道分别与进水口51和出水口52连通。管道分别为进水管和出水管，且可以在进水管上设置阀门。

驱动装置可以为水泵或者其他适合的抽水装置，用于驱动水源中的水从水冷杆5的进水口51注入水腔，再从出水口52返回水源，构成循环冷却。

上连接杆6用于将水冷杆5的另一端与待测试验件2固定连接，其中，上连接杆6、水冷杆5、力传感器3以及下连接杆4是沿与水平安装面平行的直线方向依次设置。进一步，优选水冷杆5与力传感器3之间采用螺栓连接，水冷杆5与上连接杆6之间采用螺栓连接。

本实用新型用于热模态试验的水冷激振装置使用及工作原理如下：

热模态试验开始后开启进水管的阀门，出水管回水进入水箱。通过阀门的开合角度大小可以调节进水的流量，进而达到了激振装置的降温效果，减少了由试验件传递到力传感器及激振器的热量，保证了热模态试验的顺利进行。

常规的激振连接装置在进行热模态试验时已经不能满足激振器及力传感器对温度的要求，经常出现超温的问题，导致试验无法正常进行。采用了主动水冷的激振装置后力传感器及激振器温度得到了有效的控制，当试验件加热到600度时，力传感器温度保持在30度左右，热模态试验得以正常开展。本套主动水冷热模态试验激振装置结构简单、易于实现，降温效果显著。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种用于热模态试验的水冷激振装置，其特征在于，包括：

激振器(1)，与待测试验件(2)固定设置在同一水平安装面上；

力传感器(3)，通过下连接杆(4)固定设置在所述激振器(1)的一端；

水冷杆(5)，一端与所述力传感器(3)固定连接，所述水冷杆(5)内部形成有与所述水冷杆(5)外部形状相似的水腔，且所述水冷杆(5)上开设有与所述水腔分别连通的进水口(51)和出水口(52)；

水源，内部存储有水，通过管道分别与所述进水口(51)和出水口(52)连通；

驱动装置，用于驱动所述水源中的水从所述水冷杆(5)的进水口(51)注入所述水腔，再从所述出水口(52)返回所述水源，构成循环；

上连接杆(6)，用于将所述水冷杆(5)的另一端与所述待测试验件(2)固定连接，其中，所述上连接杆(6)、水冷杆(5)、力传感器(3)以及下连接杆(4)是沿与所述水平安装面平行的直线方向依次设置。

2.根据权利要求1所述的用于热模态试验的水冷激振装置，其特征在于，所述激振器(1)是通过支架(11)固定在所述水平安装面上。

3.根据权利要求1所述的用于热模态试验的水冷激振装置，其特征在于，所述进水口(51)位于所述水冷杆(5)一端的底部，所述出水口(52)位于所述水冷杆(5)另一端的顶部。

4.根据权利要求1所述的用于热模态试验的水冷激振装置，其特征在于，所述激振器(1)与所述下连接杆(4)的一端以及所述下连接杆(4)的另一端与所述力传感器(3)之间采用螺栓连接。

5.根据权利要求1所述的用于热模态试验的水冷激振装置，其特征在于，所述水冷杆(5)与所述力传感器(3)以及所述水冷杆(5)与所述上连接杆(6)之间采用螺栓连接。

6.根据权利要求1所述的用于热模态试验的水冷激振装置，其特征在于，所述上连接杆(6)与所述待测试验件(2)之间采用螺栓连接。