[發明專利]考慮均勻及溫度梯度的纖維增強復合薄殼旋轉振動試驗臺

有效

• 申請號: 201810986772.5
• 申請日: 2018-08-28
• 公開（公告）號: CN109029890B
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發明（設計）人: 李暉;賈辰強;李小彭;陳曦;高志輝;于春喜;王進;聞邦椿
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: G01M7/02
• 分類號: G01M7/02
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 俞魯江

本發明涉及振動測試領域，具體是一種考慮均勻及溫度梯度影響的高強氣動載荷激勵下纖維增強復合薄殼旋轉試驗臺，包括整體式機身結構、旋轉電機端纖維增強復合薄殼連接結構、移動座體處連接結構、試驗臺氣動載荷激勵結構、試驗臺氣動載荷激勵結構和非接觸激光測試設備，本發明可實現在均勻及溫度梯度影響下的旋轉纖維增強復合薄殼進行非接觸的高強氣動載荷激勵及測試。

技術領域

本發明涉及振動測試領域，具體是一種考慮均勻及溫度梯度影響的高強氣動載荷激勵下纖維增強復合薄殼旋轉試驗臺。

背景技術

纖維增強復合薄殼相對于金屬薄殼，具有質量輕、承載壓力大、抗沖擊性能好、抗疲勞性能突出、絕緣性好等多種特點，目前正在被越來越多地應用于航空航天、船舶、海洋工程、兵器制造以及核工業等重要領域。工程實際中存在大量通過該類型材料制成的薄殼結構件，如航空發動機的復合材料鼓筒、海底深潛器用的復合材料耐壓圓柱殼、液體火箭發動機燃燒室采用的耐高溫復合材料殼體等，且隨著它們的結構越來越復雜、工作環境越來越苛刻，其振動問題也越來越突出。

目前，雖然有一些可以測試金屬及復合材料薄殼旋轉振動的試驗臺，但查閱相關專利，還沒有公開的可以考慮均勻及溫度梯度的影響的薄殼旋轉振動試驗臺。另外，在其高速旋轉時，現有的激勵技術多利用接觸式激勵方法，在激勵效果上存在很大問題，進而影響振動測試精度。針對現有問題，開發一種用于纖維增強復合薄殼旋轉振動測試且考慮溫度環境影響的試驗臺勢在必行。

發明內容

針對現有的技術問題，本發明提供一種考慮均勻及溫度梯度影響的高強氣動載荷激勵下纖維增強復合薄殼旋轉試驗臺，通過絲杠調節移動座體的位置，將纖維增強復合薄殼安裝在安裝盤上，并通過安裝板固定左端，后通過絲杠調節移動座體位置，使右側安裝盤與纖維增強復合薄殼接觸，后用安裝板進行固定右側。使用旋轉電機對纖維增強復合薄殼進行旋轉加速；通過控制絲杠電機、中筒電機、加熱管電機調節不同參數，開啟空壓機對纖維增強復合薄殼激勵。

本發明技術方案是：

考慮均勻及溫度梯度影響的高強氣動載荷激勵下纖維增強復合薄殼旋轉試驗臺，包括整體式機身結構、旋轉電機端纖維增強復合薄殼連接結構、移動座體處連接結構、試驗臺氣動載荷激勵結構、試驗臺氣動載荷激勵結構和非接觸激光測試設備。

所述整體式機身結構包括機身、移動座體、移動座體絲杠、旋轉電機；機身兩端為座體結構，分別安裝有旋轉電機和移動座體，移動座體通過安裝在機身上的移動座體絲杠旋轉進行移動。

所述旋轉電機端纖維增強復合薄殼連接結構包括纖維增強復合薄殼、旋轉電機連接盤、左側加熱管安裝盤、加熱管左側連接座；旋轉電機上安裝有旋轉電機連接盤，旋轉電機連接盤一側有左側加熱管安裝盤，加熱管左側連接座安裝在左側加熱管安裝盤上，纖維增強復合薄殼通過纖維增強復合薄殼安裝板與左側加熱管安裝盤相連接；所述纖維增強復合薄殼安裝板、左側加熱管安裝盤為絕熱材料。

所述移動座體處連接結構包括座體軸、電機連接筒、右側加熱管安裝盤、加熱管右側連接座、絲杠電機、內筒電機及加熱管電機；座體軸安裝在移動座體上，座體軸一端安裝有電機連接筒，電機連接筒端有右側加熱管安裝盤，加熱管右側連接座安裝在右側加熱管安裝盤上，纖維增強復合薄殼通過纖維增強復合薄殼安裝板與右側加熱管安裝盤相連接，絲杠電機、內筒電機及加熱管電機依次同心安裝在電機連接筒中；所述纖維增強復合薄殼安裝板、右側加熱管安裝盤為絕熱材料。

所述試驗臺氣動載荷激勵結構包括中筒、內筒、滑柱、滑柱絲杠、導氣管、空壓機；在左側加熱管安裝盤中間安裝有中筒，中筒上有小孔，中筒另一端在安裝輔材鼔筒后可嵌入右側加熱管安裝盤；內筒置于中筒中央，連接在內筒電機上，內筒上有與中筒上分布相同的小孔；滑柱置于內筒中，滑柱可通過滑柱絲杠控制移動，滑柱絲杠安裝在絲杠電機上；空壓機通過導氣管連接在座體軸上，座體軸與電機連接筒呈中空結構，氣體通過電機連接筒進入纖維增強復合薄殼中進行激勵；所述試驗臺氣動載荷激勵為非接觸激勵，通過控制中筒上小孔的開閉狀態即可實現激勵位置的調節。