[实用新型]一种高频颤振实验装置

说明书

本实用新型公开了一种高频颤振实验装置，包括底座、颤振缸、载荷传感器、重块、激光位移传感器、变速器、转矩转速传感器、液压马达、交流阀、阀底板、伺服阀、压力传感器、数据采集系统、控制器、第一油箱和第二油箱，所述底座左上端安装有颤振缸，颤振缸上置设有重块，重块底部固连有载荷传感器；所述颤振缸底部的立板顶部设有激光位移传感器；所述底座右上端的阀底板上安装有交流阀，交流阀右端连接有伺服阀，交流阀左端连接有变速器，变速器上端连接有液压马达，液压马达的输出轴上安装有转矩转速传感器；所述交流阀通过油管连接颤振缸与第一油箱，油管上安装有压力传感器。本实用新型能够用于对电液颤振发生器的流固耦合振动的实验研究。

【技术领域】

本实用新型涉及电液颤振器的技术领域，特别是高频颤振实验装置的技术领域。

【背景技术】

传统液压振动技术的优点是：输出功率大，能量利用率高，输出特性易于调节，机构简单，运行可靠，适宜在特殊作业环境下工作。但振动频率还不够高，最尖端的电液伺服振动台的工件频率仅为1000Hz。因此，传统液压振动技术通常应用于低频、大推力振动领域。

近些年来，工程中对于大激振力、高频微幅(振幅从2μm到100μm，频率从数Hz到数kHz)且小体积振动器的需求越来越迫切。举例1，振动辅助加工(Vibration AssistedMachining，简称VAM)。C.K.Toh等(2004)利采用了小型电磁振动台研究了高速铣削(HSM)与VAM结合加工高硬度钢，验证了工件在工作台上同时进行颤振和高速铣削的切削性能，对比研究了工件振动方向与刀具不同夹角时的切削力与加工表面质量，并探索了振动辅助的工艺参数。大量的研究及工程实践表明，振动辅助加工能延长刀具寿命、提高工作表面加工质量和形状精度、抑制毛刺、增加脆硬材料的延性。在生产中推广C.K.Toh切削技术的难点是现有的电磁振动台不能提供更大推力以实现较重工件的振动，显然将大型电磁振动器安装到铣床上不合适，也是不经济的。

举例2，振动消除应力技术(Vibratory Stress Relief，简称VSR)，也称作振动时效。振动时效既古老又先进，两个世纪前就被应用于生产中，即“锤击松弛法”，它的原理是在激振器的周期性外力作用下，使构件共振，进而松弛残余应力，提高构件的松弛刚度，使其尺寸稳定。与传统的自然时效和热时效相比，振动时效的优势极其明显。因此，广泛地应用于桥梁、船舶、化工器械等的大型焊接件和重型铸件的时效处理，如将电磁振动器夹固在工件上，通过扫频的方式寻找工件共振峰进行亚共振时效(通常振动频率低于500Hz)。浙江大学何闻教授等(2008)研究发现，高频振动时效(频率达数kHz的微幅振动)除具有消除工件残余应力作用外，还能保护工件不受疲劳损伤并有应力均化作用，效果最好。问题是现有的小型电磁式振动器在数kHz的高频振动时输出的激振力太小不足以使工件产生共振。

为适应对大激振力、高频微幅振动器的需求，基于流固耦合的振动特性，故而可以提出一种新型高频电液颤振发生器结构，其工作原理是利用一种新结构的旋转轴配流交流阀输出激振流使单作用液压缸的弹性端进行高频颤振。