[发明专利]电磁参数激励悬臂梁实验装置

权利要求书

1.一种电磁参数激励悬臂梁实验装置，由电磁参数激励模块及悬臂梁模块组成，特征 在于：

所述的电磁参数激励模块，为一电磁弹簧，具体包括：

一对线圈；均是由漆包铜线按一定方向缠绕在线圈框架上，将一对线圈分别固定在悬臂 梁的两个侧面，并且首尾导线连接；

稀土永磁铁；永磁铁与所述线圈对中和表面平行；夹持装置用于夹持并固定悬臂梁试件 固定端；

固定及间距调节系统，包括：固定支架、不锈钢螺钉、地脚螺栓和六角螺母；用于支承 和固定稀土永磁铁，并能够调节两块磁铁的间距；

供电系统，包括：直流稳压/交流电源、电阻、电流表和导线；

所述的悬臂梁模块：包括：

悬臂梁试件，一端固定，另一端自由；

垫块，为长方体形式，材料为钢；垫于悬臂梁试件夹持端的根部；

夹持装置，该夹持装置设计为“U”型槽形式，且一边沿水平高度方向攻有螺纹孔。

2.根据权利要求1所述的电磁参数激励悬臂梁实验装置，特征在于：所述的电磁参数 激励模块能够实现刚度参数激励，激励的幅值和频率由线圈电流精确实时控制，是通过两方 面实现的：一是电磁弹簧的刚度与线圈电流呈线性正比关系；另一方面是所述的线圈框架设 计成空心结构，且由非铁质材料制成。

3.根据权利要求1所述的电磁参数激励悬臂梁实验装置，特征在于：所述的电磁参数 激励模块通过定性和定量方法进行设计：从定性角度，电流一定时，增加稀土永磁铁的剩磁 感应强度、矫顽力和线圈匝数，均能使得电磁弹簧的刚度增加；而增加永磁铁间距，将使电 磁弹簧刚度降低。当线圈直径等于或接近永磁铁直径时，电磁弹簧刚度较高；从定量角度， 利用商用有限元软件ANSYS的电磁分析模块对电磁弹簧进行建模并采用虚功原理计算电磁 弹簧刚度值。

4.根据权利要求1所述的电磁参数激励悬臂梁实验装置，特征在于：通过定性和定量 两个角度设计不同参数激励强度的电磁参数激励悬臂梁实验装置：从定性角度，通过增加电 磁弹簧刚度、降低悬臂梁固有频率、将电磁参数激励模块布置于悬臂梁模态振型最大变形处， 均能增强实验装置的参数激励强度；从定量角度，采用有限元软件ANSYS的电磁分析模块 进行建模，并利用迦辽金方法计算确定实验装置的参数激励强度。

5.根据权利要求1所述的电磁参数激励悬臂梁实验装置，特征在于：通过在悬臂梁上 施加多个电磁参数激励模块，并分别控制这些模块，能够模拟具有不同幅值、频率和相位的 多个参数激励源的机械或机构系统。

6.根据权利要求1所述的电磁参数激励悬臂梁实验装置，特征在于：所述的固定支架 采用硬铝材料。

7.根据权利要求1所述的电磁参数激励悬臂梁实验装置，特征在于：所述的悬臂梁试 件材料为铝。

8.根据权利要求1所述的电磁参数激励悬臂梁实验装置，特征在于：连接线圈正负极 的导线需经过悬臂梁身，并从悬臂梁夹持端根部引出。