[發(fā)明專利]高速往復(fù)沖擊-振動耦合試驗夾具及快速響應(yīng)進給裝置

有效

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• 申請日: 2017-03-08
• 公開（公告）號: CN106840566B
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李飛胤;馬少杰;陳宏亮;王曉東
• 申請（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)常熟研究院有限公司
• 主分類號: G01M7/02
• 分類號: G01M7/02;G01M7/08
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本發(fā)明公開了一種高速往復(fù)沖擊?振動耦合試驗夾具及快速響應(yīng)進給裝置，包括電磁振動臺、基座襯板、滑軌、輔助襯板、直線式磁電機、凹臺、加速度信號采集電路、激光對射式傳感器、DSP控制電路；所述基座襯板緊密固定在電磁振動臺的臺面上；滑軌安裝在基座襯板上；凹臺開有與滑軌配合的凹槽，可沿滑軌直線往復(fù)運動；直線式磁電機定子部分固定在基座襯板上，動子部分與凹臺相連，實現(xiàn)凹臺的快速進給和回退；激光對射式傳感器發(fā)射端安裝于基座襯板上，接收端安裝于輔助襯板上，分列于滑軌兩側(cè)，加速度信號采集電路位于凹臺內(nèi)，和激光對射式傳感器輸出都連接到DSP控制電路上。本發(fā)明具有高動態(tài)響應(yīng)能力，可滿足高速多次沖擊振動耦合試驗的需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及環(huán)境力學(xué)試驗中的沖擊-振動試驗裝置，特別涉及一種可用于沖擊-振動耦合環(huán)境試驗的夾具和具有高動態(tài)響應(yīng)能力的進給裝置設(shè)計。

背景技術(shù)

高速往復(fù)沖擊-振動耦合試驗夾具及快速響應(yīng)進給裝置，主要用于實現(xiàn)高精密電子器件，如陀螺儀，探測制導(dǎo)設(shè)備，高g值加速度計等在其實際應(yīng)用過程中所經(jīng)受的沖擊-振動復(fù)合力學(xué)環(huán)境模擬，可考核相關(guān)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)強度，抗沖擊振動性能以及相應(yīng)的軟件控制策略，為產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)以及性能評定提供了一種更為有效的試驗方法。

現(xiàn)有的沖擊試驗設(shè)備主要有馬歇特錘，空氣炮，霍普金森桿等，振動試驗設(shè)備主要有電磁振動臺，電液振動臺，機械振動臺等，上述設(shè)備在各種力學(xué)環(huán)境試驗中得到了廣泛應(yīng)用，但是，上述環(huán)境模擬試驗系統(tǒng)僅具備單一沖擊環(huán)境或單一振動環(huán)境模擬能力，對于一些特殊應(yīng)用場合，設(shè)備會同時經(jīng)歷沖擊載荷和振動載荷的復(fù)合作用，這種復(fù)合作用引起的位置偏移，結(jié)構(gòu)變形甚至整體功能失效，并非是單一載荷的簡單線性疊加。現(xiàn)有研究表明，復(fù)合環(huán)境試驗比單一環(huán)境試驗更能有效地激發(fā)產(chǎn)品故障，其本質(zhì)原因在于復(fù)合環(huán)境下系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)會發(fā)生明顯的非線性變化。因此，工程上提出了沖擊-振動耦合環(huán)境試驗系統(tǒng)的研發(fā)需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種設(shè)計可靠，工作安全，自動化程度較高的沖擊-振動耦合環(huán)境試驗夾具及進給裝置，可用于沖擊-振動耦合環(huán)境模擬試驗，克服傳統(tǒng)沖擊實驗臺和振動實驗臺僅具備單一環(huán)境模擬能力，不能真實反映復(fù)合環(huán)境下故障問題本質(zhì)原因的缺點；基于直線式磁電機構(gòu)成的電磁式進給系統(tǒng)，克服了傳統(tǒng)液壓進給系統(tǒng)占地面積大，動態(tài)響應(yīng)慢，工作狀況受外界環(huán)境干擾大的缺點，具備快速動態(tài)響應(yīng)能力，可滿足高速多次沖擊的試驗需求。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案為：本發(fā)明提出了一種高速往復(fù)沖擊-振動耦合試驗夾具及快速響應(yīng)進給裝置，包括電磁振動臺、基座襯板、滑軌、輔助襯板、直線式磁電機、凹臺、加速度信號采集電路、激光對射式傳感器、DSP控制電路；所述基座襯板緊密固定在電磁振動臺的臺面上，可隨臺面共同產(chǎn)生所需的機械振動；滑軌安裝在基座襯板上；凹臺開有與滑軌配合的凹槽，形成導(dǎo)向機構(gòu)，可沿滑軌直線往復(fù)運動；直線式磁電機定子部分固定在基座襯板上，動子部分與凹臺相連，可實現(xiàn)凹臺的快速進給和回退；激光對射式傳感器發(fā)射端安裝于基座襯板上，接收端安裝于輔助襯板上，分列于滑軌兩側(cè)，其輸出連接到DSP控制電路的I/O端口；加速度信號采集電路位于凹臺內(nèi)，其輸出連接到DSP控制電路的I/O端口，可實時采集試件上的加速度數(shù)值。

更進一步具體實施方式中，所述的凹臺包括下限位塊、彈簧、保持體、上限位塊、保持蓋；所述凹臺底部有下限位塊，通過螺栓與殼體相連，限制保持體向下運動的位移；凹臺頂部有上限位塊，限制保持體向上運動的位移；彈簧一端連接凹臺底部，一端連接保持體，保持壓緊狀態(tài)，將保持體壓緊在上限位位置；保持體頂部為保持蓋，通過螺栓與保持體側(cè)壁緊密連接。

更進一步具體實施方式中，加速度信號采集電路位于保持體內(nèi)，其輸出連接到DSP控制電路的I/O端口，可實時采集試件上的加速度數(shù)值。

更進一步具體實施方式中，還包括初始限位塊、到位限位塊，凹臺的快速進給和回退；其進給行程由到位限位塊限定，回退行程由初始限位塊限定。