[发明专利]局部约束阻尼层振动试验工装

说明书

技术领域

本发明涉及一种阻尼层振动试验工装，用于系统、设备的振动环境试验和可靠性试验的局部约束阻尼层振动试验工装，属于振动环境与可靠性试验技术领域。

背景技术

振动试验中，试验工装的主要功能是将振动台产生的能量传递给试验系统或设备，考核工装的关键性能指标包括：1）试验工装的一阶固有频率应足够大，以保证其频响曲线在整个试验频段内平坦、无明显的峰值；2）在振动试验频段内，工装与产品不存在振动耦合；3）工装的刚度质量比越大越好。

传统设计的试验工装基本能满足航空航天等领域尺寸较小的系统或设备的振动试验，然而对于尺寸较大的系统或设备，工装的一阶固有频率往往较低，在共振峰处的振动放大倍数通常较高。这是由于随着试验工装尺寸增大，其刚度大幅降低；此外，现有振动试验工装大都为金属结构件通过螺接、铸造、焊接而成，而金属件的阻尼比较小，共振峰位置的振动放大倍数较高。近年来，人们尝试在振动试验工装中加入阻尼，通过降低工装共振峰的幅值，来改善试验工装的动态性能。发明专利CN103471797 A在钢制板式工装表面粘贴单层高阻尼橡胶并在橡胶层上增加约束层。这种办法在一定程度上提高了工装的阻尼，然而工装的共振峰幅值依然较高，振动传递特性依然不够理想；此外，该专利只是简单地在工装每个构件上均粘贴了约束阻尼层，其没有选择工装上位移较大的部位，这增加了很多起不到作用的阻尼材料的使用，振动衰减效果也较为普通。

总之，人们逐步认识到增加工装阻尼可以降低共振峰值并改善其振动传递特性，但效果依然不明显。

发明内容

本发明是要提供一种局部约束阻尼层振动试验工装，在传统振动试验工装上安装单层约束阻尼层或者多层约束阻尼层，在振动试验过程中，吸收工装上多余的振动能量，尤其是在固有频率处的振动成分，从而达到抑制共振频率处振动幅值的作用，保证从振动台传输到试验系统或设备上的振动放大或衰减的幅度尽量小，避免系统或设备在振动试验过程中出现过试验和欠试验现象。总之，在传统工装上的局部位置粘贴约束阻尼层，能大幅改善工装在其固有频率附近的振动传递性能，而对工装整体静刚度和动刚度的影响微乎其微。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种局部约束阻尼层振动试验工装，包括由多根槽钢焊接而成的试验架，所述试验架的多根槽钢中的局部位置安装单层约束阻尼层，形成单层约束阻尼层槽钢，或者安装多层约束阻尼层，形成双层约束阻尼层槽钢，用于吸收振动试验过程中工装上多余的振动能量，尤其是在固有频率处的振动成分，从而达到抑制共振频率处振动幅值的作用。

所述单层约束阻尼层槽钢由基层、一层阻尼层和一层约束层通过工业用胶粘贴而成，其中，基层上面依次粘贴一层阻尼层和一层约束层。

所述双层约束阻尼层槽钢由基层与两层阻尼层和两层约束层通过工业用胶粘贴而成，其中，基层上面依次粘贴第一层阻尼层、第一层约束层、第二层阻尼层和第二层约束层。

所述阻尼层的材料为高阻尼橡胶板，所述约束层的材料为铝板。

本发明的有益效果：

在传统振动试验工装上安装单层约束阻尼层或者多层约束阻尼层，吸收工装在振动试验过程中多余的振动能量，尤其是在固有频率处的振动成分，从而达到抑制共振频率处振动幅值的作用，保证从振动台传输到试验系统或设备上的振动放大或衰减的幅度尽量小，避免系统或设备在振动试验过程中出现过试验和欠试验现象。总之，在传统工装上的局部位置粘贴约束阻尼层，能大幅改善工装在其固有频率附近的振动传递性能，而对工装整体静刚度和动刚度的影响微乎其微。

附图说明

图1为传统振动试验工装结构示意图；

图2 为无阻尼第一、二槽钢的截面图；

图3 为单层约束阻尼层第三至六槽钢的截面图；

图4 为双层约束阻尼层第三至六槽钢的截面图；

图5 为无阻尼振动试验工装的振型图；

图6 为约束阻尼层对工装动态特性的影响。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，传统船舶机电设备的振动试验工装，它简单地由2根第一槽钢1、3根第二槽钢2、2根第三槽钢3、2根第四槽钢4、3根第五槽钢5以及4根第六槽钢6，共16根槽钢通过连续焊焊接而成，槽钢的截面如图2所示。