[發明專利]一種用于大型空間飛行器地面振動試驗夾具

有效

• 申請號: 201610985984.2
• 申請日: 2016-11-09
• 公開（公告）號: CN106596010B
• 公開（公告）日: 2019-08-02
• 發明（設計）人: 王繼虎;宋港;齊曉軍;張利;付國慶
• 申請（專利權）人: 上海衛星裝備研究所
• 主分類號: G01M7/02
• 分類號: G01M7/02
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中;樊昕

本發明提供了一種用于大型空間飛行器地面振動試驗夾具，該夾具采用柱狀結構，以將試驗產品的接口由橫向轉化為縱向，夾具采用分體形式，包括上夾具和下夾具，以減輕夾具的重量，夾具的一階共振頻率為220Hz。本發明夾具結構強度高、剛度大、承載能力強、響應均勻，解決了大型振動試驗夾具設計的技術難點，制造成本低、適用性強，取得了良好的經濟效應。

技術領域

本發明涉及大型空間飛行器地面振動試驗夾具、尤其是接口復雜的振動試驗夾具。

背景技術

振動試驗是環境試驗的重要組成部分，夾具在振動試驗中發揮著極為重要的作用。振動試驗夾具從振動臺把機械連接的振動能量傳遞給試件，在傳遞能量過程中不能失真。在振動臺整個試驗頻率范圍內，要使其動圈的振動能量不失真的傳遞到臺面上，是比較困難的。不合理的夾具設計、制造及安裝使用容易產生“過振動”與“欠振動”，即使勉強達到控制系統的要求，也必將加重控制系統的負載，尤其在振動臺的動態響應范圍較小時，矛盾會更加突出。振動夾具的設計原則要求在滿足試件安裝的前提下，使夾具盡可能質量小、剛度大、在試驗頻段不出現或少出現共振。振動夾具一階共振頻率是衡量其設計質量的一個重要參數，它的高低直接關系到試驗的成功與否。為了讓振動夾具把振動臺的激勵不失真的傳遞給試件，理論上振動夾具在試驗頻帶內應無諧振峰；振動夾具的一階共振頻率大于試件的一階共振頻率3～4倍。對于一些大型的、復雜的振動夾具，很難達到上述要求，尤其當高度大于500mm時，如夾具仍以實體式出現，則其質量將會相當大，在試驗中會過度消耗振動臺的推力，很可能導致因推力不足而無法試驗的情況。

發明內容

針對上述現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種用于大型空間飛行器地面振動試驗夾具，解決了試驗產品尺寸大，接口復雜的航天器振動試驗夾具結構強度低、剛度弱、一階頻率低，質量大等缺陷，采用了分體式柱狀形式，可以在不增加高度的情況下，有效降低夾具的質量，提高夾具的剛度，使得夾具在振動試驗過程中安全、可靠。

為達到上述目的，本發明所采用的技術方案如下：

一種用于大型空間飛行器地面振動試驗夾具，該夾具采用柱狀結構，以將試驗產品的接口由橫向轉化為縱向，夾具采用分體形式，包括上夾具和下夾具，以減輕夾具的重量，夾具的一階共振頻率為220Hz。

所述上夾具高度和質量分別為1235mm和1009Kg，下夾具高度和質量分別為1190mm和703Kg

所述上夾具、下夾具上端均設計成梯形形狀，以提高夾具的一階共振頻率。

所述上夾具、下夾具上均設置中心孔，用于產品穿過夾具與夾具連接。

所述夾具法蘭面厚度35mm，兩側凹臺5mm。

所述上夾具上端寬240mm、厚40mm，下夾具上端寬160mm、厚40mm。

所述上夾具、下夾具減輕孔形狀一個為圓形，一個為梯形。

所述夾具的加強筋采用斜筋形式，以避免試驗件與夾具之間的干涉。

本發明所提供的用于大型空間飛行器地面振動試驗夾具：

1、夾具的結構形式采用的是分體柱狀形式，通過柱狀形式將試驗產品的接口由橫向轉化為縱向；

2、設計加強筋在不增加結構重量的情況下有效的提升結構的剛度；

3、夾具采用分體形式，以減輕夾具的重量。若采用整體式結構，在滿足剛度、強度、一階頻率要求的情況下將大大增加夾具的重量，會過多消耗振動臺的有效推力；

4、夾具上端的寬度高于立面的厚度可以有效的提高橫向一階頻率，但寬度過高會降低另外一個方向的橫向一階頻率，故上夾具上端寬240mm，下夾具上端寬160mm。為了提高夾具的橫向一階頻率，夾具的上端設計成梯形結構，該設計將夾具的一階頻率提高了30％；