[发明专利]一种组装可调式零部件自由模态试验架

说明书

技术领域

本发明涉及机械工程技术领域。具体涉及一种结构零部件自由模态测试试验架。

背景技术

试验模态分析对结构动力学研究有非常重要的意义。机械系统的固有振动特性是由系统本身决定的。每一阶模态参数都是有特定的固有频率、模态振型、模态质量、模态刚度和阻尼比组成。这些几乎参数不随载荷等外部条件的变化而变化，对于考察机械系统的振动特性有非常重要的意义。机械结构的模态参数可以通过试验方法获得，通过构建模态试验系统，测量将系统的输入和输出信号，然后经过数据分析与处理即可识别出系统的模态参数，可为机械系统的动态响应分析、故障诊断和预报、结构优化提供依据。

结构试验模态分析是在结构处于弹性支撑的自由悬浮状态或自由悬挂状态下进行的，为了实现这种自由支撑或悬吊状态，需要一种试验架来实现。但在实际应用中，现有的试验架有一定的不足之处。主要体现在：

弹性支撑式模态试验装置通常利用刚度可调的空气弹簧或充气内胎来支撑试件，不易于被试件的固定放置，通常需要额外的固定措施来连接被试件与支撑装置；空气弹簧或充气内胎不适用于尺寸较小或重量较轻被试件的模态试验，此外空气弹簧的阻尼比较大，会对试件的试验结果产生一定影响。

悬吊式模态试验架利用橡皮绳或软弹簧将被试件悬挂在试验架上，软弹簧或橡皮绳一端通过吊钩与被试件相连，另一端通过固定装置与试验架相连。但橡皮绳易老化、使用寿命短，阻尼相对较大，对试验测试结果会有一定影响，因此本试验架采用不同刚度的软弹簧来悬吊被试架。

因此发明一种组装可调式零部件自由模态试验架，对于加快结构零部件的模态试验有重要的工程应用价值。

发明内容

本发明为解决现有试验装置不易于被试件的固定放置，并且采用橡皮绳或软弹簧时易出现橡皮绳易老化、使用寿命短以及阻尼相对较大等问题，提供一种组装可调式零部件自由模态试验架。

一种组装可调式零部件自由模态试验架，该试验架为立方体结构，包括下支架，底架，上支架，顶架、两根导向杆以及弹性悬挂组件；所述上支架和下支架之间、上支架与顶架之间以及下支架与底架之间均通过螺栓连接，两根导向杆焊接交叉焊接在顶架上，所述两根导向杆上至少设置有三个弹性组件，每个弹性组件在导向杆上移动，实现试验架吊挂宽度的可调。

所述的弹性悬挂组件包括导向杆套筒，弹簧，下盖板，上盖板，丝杠，调整螺母与锁紧螺母；所述导向杆套筒在导向杆上滑动，并通过固定螺栓进行固定，所述上盖板由调整螺母和锁紧螺母固定在丝杠上，弹簧的两端通过下盖板和上盖板连接，所述下盖板上设有吊钩并通过吊钩与被试件连接。所述弹簧可进行更换，通过更换具有不同刚度的弹簧，满足不同被试件对弹性悬挂组件的刚度和固有频率的要求。

所述的上支架和下支架的每根支架杆上设有四至六个通孔，采用两个螺栓穿在不同的通孔中实现上下支架之间的连接和固定，通过连接不同位置的通孔组合实现试验架高度调整。所述上支架和下支架均可拆卸。

本发明所述的试验架还包括工字型梁、两个滑车、手动升降葫芦，所述工字型梁通过安装在顶架上，工字型梁上设有两个滑车，且滑车与手动升降葫芦连接。

本发明所述的试验架可拆卸存放。

本发明的有益效果：本发明所述的试验架，能够调整被试件的悬挂高度、宽度和连接位置均可调节，能满足不同尺寸、形状的试件要求，所述弹性组件中的弹簧可拆卸和更换，通过选用不同刚度的弹簧可满足不同质量的试件要求，且金属弹簧阻尼很小，能有效避免弹性元件阻尼效应对被试件模态试验测试结果的不利影响。本发明所述的试验架的主要零部件均通过螺栓连接组装而成，拆装方便。且在非试验期间，可将试验架拆卸存放，大大减小了实验室的占用空间。

附图说明

图1为本发明所述的一种组装可调式零部件自由模态试验架的结构示意图；

图2为本发明所述的一种组装可调式零部件自由模态试验架中上支架与顶架连接关系示意图；

图3为本发明所述的一种组装可调式零部件自由模态试验架中下支架与底架连接关系示意图；

图4为本发明所述的一种组装可调式零部件自由模态试验架中下支架和上支架连接关系示意图；

图5为本发明所述的一种组装可调式零部件自由模态试验架中工字型梁与手动升降葫芦的安装示意图；

图6为本发明所述的一种组装可调式零部件自由模态试验架中为弹性悬挂组件的结构示意图。

具体实施方式