[发明专利]一种半封闭薄壁曲面壳体的振动测试装置及方法

说明书

本发明公开了一种半封闭薄壁曲面壳体的振动测试装置及方法，包括半封闭曲面薄壁壳体、驱动激励部分、振动检测部分及控制部分；所述半封闭薄壁壳体为上端开口，下端封闭结构；所述驱动激励部分，包括激振器，所述激振器产生的振动输出到半封闭薄壁曲面壳体的外壁上；所述振动检测部分，包括压电薄膜及激光位移传感器，所述控制部分，用于控制驱动激励部分信号、接收振动检测部分的检测信号，并根据检测信号对半封闭薄壁壳体进行控制。本发明可多点检测，减小实验误差，提高测量精度。

技术领域

本发明涉及检测控制领域，特别涉及一种半封闭薄壁曲面壳体的振动测试装置及方法。

背景技术

薄壳结构，作为不可或缺的基本部件，如制导导弹的外壳，航空发动机的鼓和高速离心分离器的管子，由于其制造简单，承载能力大以及高刚性重量比，经常用于机械、航空航天和海底领域。薄壳结构在运行过程中承受复杂的载荷和不同的边界条件，这可能会影响这些结构的性能和寿命。由于流体引起的空腔噪声也会广泛存在于薄壳结构中，影响机构的运行精度和用户使用体验。薄壳结构具有较高的比强度和比刚度，因而广泛应用于航空航天领域。其中，薄壁曲面壳体结构具有高对称性、高光滑性、制作简便的特点，是一种常用的结构形式。此外，火箭整流罩、发动机喷嘴、精密设备隔振器等多采用薄壁曲面壳体结构。因此，对薄壁曲面壳体的振动特性和动态行为进行准确的分析非常重要。

在研究半封闭薄壁曲面壳体的振动检测过程中，振动检测的装置及使用的检测方法、怎样合理的选用振动控制装置及方法尤为重要。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点与不足，本发明的目的在于提供一种半封闭薄壁曲面壳体的振动测试装置及方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种半封闭薄壁曲面壳体的振动测试装置，包括半封闭薄壁曲面壳体、驱动激励部分、振动检测部分及控制部分；

所述半封闭薄壁曲面壳体为半封闭变内径曲面，具有上端开口，下端封闭结构；

所述驱动激励部分，包括激振器，所述激振器产生的振动输出到半封闭薄壁曲面壳体的外壁上；

所述振动检测部分，包括压电薄膜及激光位移传感器，所述压电薄膜均匀贴在半封闭薄壁曲面壳体的外壁上，共有四对压电薄膜，每对间隔90度，所述激光位移传感器为四个，均匀设置在半封闭薄壁曲面壳体上，间隔90度；

所述控制部分，用于控制驱动激励部分信号及接收振动检测部分的检测信号，并根据检测信号对半封闭薄壁壳体进行控制。

进一步，每对压电薄膜中的两片纵向平行设置。

进一步，所述半封闭薄壁曲面壳体的上外径为300mm，下外径为800mm，高度为900mm，厚度为1mm。

进一步，四个激光位移传感器与壳体中心等距安装，并且投射方向垂直于壳体表面。

进一步，所述半封闭薄壁曲面壳体的材料是铝合金，其弹性模量E为71GPa，泊松比为0.33。

进一步，所述压电薄膜为矩形，其尺寸为60mm，宽度为25mm，厚度为2mm。

进一步，所述半封闭薄壁曲面壳体的下端底部设有固定圆环。

进一步，所述压电薄膜粘贴在半封闭薄壁曲面壳体的中下端。

进一步，所述控制部分包括计算机，所述压电薄膜采集振动信号，经过电荷放大器及A/D采集卡输入计算机；

所述激光位移传感器采集振动信号，经过数据采集卡输入计算机；

所述计算机输出控制信号，经过信号发生器及功率放大器，激励激振器。

一种基于所述的振动测试装置的控制方法，包括：