一種非接觸式三軸振動試驗裝置的製作方法

2024-02-28 12:12:15

本實用新型涉及振動試驗，尤其涉及一種非接觸式三軸振動試驗裝置。

背景技術：

航天航空產品在其全壽命周期內所經歷的振動環境非常複雜，產品受到的振動激勵通常同時來自多個方向，傳統振動試驗往往採用單軸振動試驗方法，在三個軸線方向分別獨立施加規定的載荷條件，或者只進行響應最大方向的單軸振動試驗，將試驗條件進行適當增強，以此來近似等效三軸振動試驗。這樣的方法既可能造成過試驗，又可能使某些故障模式無法完全暴露，給產品的環境適應性和可靠性評估帶來了較大的困難。

受試驗技術水平的限制，地面環境試驗無法完全真實模擬產品的工作狀態，最常見的多維振動試驗方法是三軸振動試驗方法，採用三臺傳統電動振動臺沿XYZ三個正交方向布局，使用解耦裝置對三個方向的運動進行解耦。採用這種方法，需要設計複雜的運動解耦裝置，造成高頻範圍振動傳遞特性不理想。

技術實現要素：

本實用新型的目的就在於為了解決上述問題而提供一種非接觸式三軸振動試驗裝置。

本實用新型通過以下技術方案來實現上述目的：

一種非接觸式三軸振動試驗裝置，包括試驗系統基座、試驗箱、激振電磁鐵組和輔助懸掛系統，所述試驗箱通過所述輔助懸掛系統與所述試驗系統基座固定連接，所述激振電磁鐵組包括激振電磁鐵Ⅰ和激振電磁鐵Ⅱ，所述激振電磁鐵Ⅰ與所述試驗箱的外側面固定連接，所述激振電磁鐵Ⅱ與所述激振電磁鐵Ⅰ相對設置，且所述激振電磁鐵Ⅰ與所述激振電磁鐵Ⅱ之間設置有間隙，所述激振電磁鐵Ⅱ與所述試驗系統基座固定連接。

具體地，所述試驗箱為中空矩形箱，三個所述激振電磁鐵組分別設置在所述試驗箱的三個正交側面上，三個所述激振電磁鐵組的軸線方向均與所述試驗箱的幾何中心重合。

具體地，所述輔助懸掛系統包括八個懸掛線，八個所述懸掛線的第一端分別與所述試驗箱的八個頂點固定連接，八個所述懸掛線的第二端分別與所述試驗系統基座固定連接。

本實用新型的有益效果在於：

本實用新型一種非接觸式三軸振動試驗裝置通過激振電磁鐵組和輔助懸掛系統的配合，實現試驗件的非接觸式三軸振動試驗，避免了對解耦裝置的依賴，適用於寬頻帶振動控制。

附圖說明

圖1是本實用新型所述一種非接觸式三軸振動試驗裝置的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型作進一步說明：

如圖1所示，本實用新型一種非接觸式三軸振動試驗裝置，包括試驗系統基座、試驗箱1、激振電磁鐵組和輔助懸掛系統4，試驗箱1通過輔助懸掛系統與試驗系統基座固定，激振電磁鐵組包括激振電磁鐵Ⅰ2和激振電磁鐵Ⅱ3，激振電磁鐵Ⅰ2與試驗箱1的外側面固定連接，激振電磁鐵Ⅱ3與激振電磁鐵Ⅰ2相對設置，且激振電磁鐵Ⅰ2與激振電磁鐵Ⅱ3之間設置有間隙，激振電磁鐵Ⅱ3與試驗系統基座固定連接，試驗箱1為中空矩形箱，三個激振電磁鐵組分別均勻設置在試驗箱1的三個正交側面上，三個激振電磁鐵組的軸線方向均與試驗箱1的幾何中心重合，輔助懸掛系統包括八個懸掛線，八個懸掛線的第一端分別與試驗箱1的八個頂點固定連接，八個懸掛線的第二端分別與試驗系統基座固定連接。

試驗箱1內設置有用于振動試驗的夾具、傳感器等各種試驗元件，並還設置有用於配平試驗箱1質心的配重塊等輔助裝置。

通過輔助懸掛系統4，可以抵消試驗箱1及試驗元件的重力，使其處於靜力平衡的狀態，在此種狀態下進行非接觸式三軸振動試驗，避免了傳統三軸振動試驗裝置由於剛性連接而對解耦裝置的依賴。

通過兩個正對，且非接觸的激振電磁鐵Ⅰ2和激振電磁鐵Ⅱ3，並根據同性相斥及異性相吸的原理，使其相互作用產生振動。

其試驗方法如下：

(1)將試驗件安裝到試驗箱1內，並通過試驗夾具將試驗件固定在試驗箱1內，並通過配重塊對試驗箱1進行配平，使得試驗箱1的整體質心位於試驗箱1的幾何中心處；

(2)通過輔助懸掛系統4將試驗箱1懸掛於試驗系統的振動中心位置，並使得三個激振電磁鐵組的軸線方向均經過試驗箱1的幾何中心；

(3)根據試驗條件，控制器發出控制信號，經過功率放大器放大後將驅動信號輸入至激振電磁鐵組中，產生電磁力進行激振；

(4)三個正交方向上的激振電磁鐵組同時工作，實現非接觸式三軸振動試驗。

本實用新型的技術方案不限於上述具體實施例的限制，凡是根據本實用新型的技術方案做出的技術變形，均落入本實用新型的保護範圍之內。