[發明專利]一種用于振動力學模態試驗的實驗裝置

在審

• 申請號: 201811294663.3
• 申請日: 2018-11-01
• 公開（公告）號: CN109341992A
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發明（設計）人: 李智;劉珍;何運成
• 申請（專利權）人: 廣州大學
• 主分類號: G01M7/02
• 分類號: G01M7/02
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 裘暉;林梅繁

本發明涉及模態試驗技術，具體為一種用于振動力學模態試驗的實驗裝置，包括實驗模型、夾具、基座柱和實驗基座底板，其中實驗模型的兩端設置方形孔槽，夾具設有兩組，每組夾具均包括夾具上塊和夾持桿，第一組夾具的夾持桿橫截面為方形，第二組夾具的夾持桿橫截面為圓形；每組夾具的夾具上塊均通過夾持桿與實驗模型連接，方形橫截面的夾持桿與方形孔槽的尺寸相配合，圓形橫截面的夾持桿與方形孔槽以內切形式相結合；夾具上塊與基座柱相固定；基座柱與實驗基座底板相連接。該實驗裝置可以靈活改變實驗工況，方便安裝和拆卸。

技術領域

本發明涉及模態試驗技術，具體為一種用于振動力學模態試驗的實驗裝置。

背景技術

模態試驗又稱試驗模態分析，為確定線性振動系統的模態參數所進行的振動試驗。試驗模態分析主要是通過模態實驗，測量系統的振動響應信號，或同時測量系統的激勵信號、響應信號，從測量到的信號中,識別描述系統動力特征的模態參數。模態參數是在頻率域中對振動系統固有特性的一種描述，一般指的是系統的固有頻率、阻尼比、振型和模態質量等。

常用的模態試驗采用激振器激勵待測結構，對待測結構產生一個激勵力，采集待測結構在激振器下的參數變化，進行模態分析，從而獲得待測結構的動力特性。但是傳統的模態試驗裝置的實驗工況(如邊界條件、激振方式)單一，通常采用一端固支、一端自由的懸臂結構，以及單點或定點激勵的方式；另一方面實驗裝置的約束方式的改變和拆卸也比較復雜；激振點往往因激振設備的固定也變得相對單一，不方便改變激振器的激勵位置；設計復雜，加工成本高。

發明內容

為解決現有技術所存在的技術問題，本發明提供一種用于振動力學模態試驗的實驗裝置，該實驗裝置可以靈活改變實驗工況，方便安裝和拆卸。

本發明采用以下技術方案來實現：用于振動力學模態試驗的實驗裝置，包括實驗模型、夾具、基座柱和實驗基座底板，其中實驗模型的兩端設置方形孔槽，夾具設有兩組，每組夾具均包括夾具上塊和夾持桿，第一組夾具的夾持桿橫截面為方形，第二組夾具的夾持桿橫截面為圓形；

每組夾具的夾具上塊均通過夾持桿與實驗模型連接，方形橫截面的夾持桿與方形孔槽的尺寸相配合，圓形橫截面的夾持桿與方形孔槽以內切形式相結合；

夾具上塊與基座柱相固定；基座柱與實驗基座底板相連接。

優選地，所述基座柱包括上基座柱和下基座柱，上基座柱與下基座柱通過螺栓桿連接。所述夾具上塊通過螺栓與上基座柱相固定。

優選地，所述實驗模型為水平實驗鋼梁，所述夾具為梁端夾具。

優選地，所述實驗基座底板上設有用于固定激振器夾持裝置的多個螺紋孔。所述激振器夾持裝置采用螺栓固定在螺紋孔上，或者通過安裝在螺紋孔上的滑道設置在實驗基座底板上。

從以上技術方案可知，本發明設計的振動力學模態試驗的實驗裝置，主要部件為水平實驗鋼梁、梁端夾具(夾具上塊和夾持桿)、可調節高度的基座柱和實驗基座底板，結構簡單，方便拆卸，外形適用性好，實驗工況可靈活改變。與現有技術相比，本發明具有如下優點和有益效果：

1、實驗鋼梁的兩端分別設有方形孔槽，可以根據實驗要求，通過選擇夾持桿截面形狀(圓形或方形)與實驗鋼梁方形孔槽截面的組合形式來實現實驗鋼梁端不同的固定方式；還可以自由改變實驗鋼梁的約束條件，去除一端的約束支座，變為懸臂實驗梁系統。

2、由于基座柱的高度整體上可調，對于風致振動的模態試驗可以根據風洞的高度來調節實驗裝置的高度。

3、實驗基座底板上預留有螺紋孔，一方面便于改變激振器的安裝位置，即改變激勵位置，對于研究不同激勵位置對系統的可辨識性的影響的實驗中，可以根據實驗情況改變激振設備的不同位置來實現；另一方面，可在實驗基座底板上放置多個激振器支架配備多個激振器，從而實現多輸入系統的模態參數辨識。

附圖說明