[发明专利]一种预应力可控的振动激励方法及装置

权利要求书

1.一种预应力可控的振动激励装置，其特征在于：主要由第一支撑体（1）、第二支撑体（2）、第三支撑体（3）、超磁致伸缩材料棒（4）、第一励磁线圈（5）、第二励磁线圈（6）、第一金属垫片（7）、第二金属垫片（12）、第三金属垫片（14）、负荷传感器（8）、振动台面（9）、弹性梁（10）、柔性支撑杆（11）、压电叠堆（13）、第一功率放大器（15）、第二功率放大器（17）、第三功率放大器（23）、第一直流信号源（16）、第二直流信号源（22）、正弦信号发生器（18）、低通滤波器（19）、测力仪（20）、电子计算机（21）组成；

第一支撑体（1）用于固定支撑弹性梁（10）；第二支撑体（2）用于固定支撑压电叠堆（13）；第三支撑体（3）用于固定支撑超磁致伸缩材料棒（4）；

压电叠堆（13）通过自身的伸缩，经过第二金属垫片（12）驱动柔性支撑杆（11），进而调控对弹性梁（10）的作用力，从而通过振动台面（9）、负荷传感器（8）和第一金属垫片（7），控制超磁致伸缩材料棒（4）的预应力；

第一金属垫片（7）将负荷传感器（8）传来的预应力均衡地传到超磁致伸缩材料棒（4）上；

第二金属垫片（12）和第三金属垫片（14）对压电叠堆（13）起保护作用，防止压电叠堆（13）的陶瓷碎裂；

负荷传感器（8）用于对超磁致伸缩材料棒（4）的预应力进行测量，以便于进行定量闭环控制；低通滤波器（19）用于滤除负荷传感器（8）获得的信号中的交流成分，仅保留直流分量，用于预应力测量；测力仪（20）用于测量预应力；电子计算机（21）用作获得预应力值，并以此调控第二直流信号源（22）的输出量值，使测力仪（20）测量获得的预应力值保持在设定的目标值；第三功率放大器（23）用于对压电叠堆（13）进行功率驱动，以产生设定的预应力；

第一直流信号源（16）用于产生所需的直流信号；第一功率放大器（15）用于给第一直流信号源（16）产生的信号进行功率放大，以便能够有效驱动第二励磁线圈（6），产生超磁致伸缩材料棒（4）所需要的直流偏置磁场；

正弦信号发生器（18）用于产生所需的正弦信号；第二功率放大器（17）用于给正弦信号发生器（18）产生的信号进行功率放大，以便能够有效驱动第一励磁线圈（5），产生所需要的正弦激励磁场，从而驱动超磁致伸缩材料棒（4）的伸缩运动，经过第一金属垫片（7）和负荷传感器（8）的传递，在振动台面（9）上产生振动激励。

2.如权利要求1所述的一种预应力可控的振动激励装置，其特征在于：将正弦信号发生器（18）替换成任意波发生器，以产生方波、三角波、阶梯波等其它非正弦信号波形，从而获得相应波形的振动激励装置。

3.如权利要求1所述的一种预应力可控的振动激励装置，其特征在于：将第一支撑体（1）、第二支撑体（2）、第三支撑体（3）、超磁致伸缩材料棒（4）、第一励磁线圈（5）、第二励磁线圈（6）、第一金属垫片（7）、第二金属垫片（12）、第三金属垫片（14）、负荷传感器（8）、振动台面（9）、弹性梁（10）、柔性支撑杆（11）、压电叠堆（13）进行绝缘密封后放入水中，从而获得水下动态应变激励装置。