[發(fā)明專利]制備通用盒式蒙皮天線振動試驗夾具的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110338033.7
• 申請日: 2021-03-30
• 公開（公告）號: CN113155387A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊雪
• 申請（專利權(quán)）人: 西南電子技術(shù)研究所(中國電子科技集團公司第十研究所)
• 主分類號: G01M7/02
• 分類號: G01M7/02
• 代理公司: 成飛(集團)公司專利中心 51121
• 代理人: 郭純武

本發(fā)明公開的一種制備通用盒式蒙皮天線振動試驗夾具的方法，針對蒙皮天線蒙皮外緣形狀不定以及與飛機共形的特點導(dǎo)致的專用性強、設(shè)計難度大的問題，提供一種具有良好結(jié)構(gòu)工藝性，通用化和標準化程度高的通用設(shè)計方法。本發(fā)明通過下述步驟實現(xiàn)：步驟1：以Z向振動為主，將夾具分解成板、梁、加強筋，建造夾具下盒體底板模型初始外形：步驟2：根據(jù)下盒體底板尺寸定位下盒體側(cè)板和加強筋位置和尺寸，得到下盒體的側(cè)板模型初始外形；步驟3：基于下盒體尺寸定位上盒體地板、側(cè)板、加強筋位置和尺寸，并采用蒙皮下曲面切割側(cè)板得到上盒體模型初始外形；步驟4：根據(jù)工程應(yīng)用需求細化夾具外形，得到夾具最終外形。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及振動夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計領(lǐng)域的一種制備通用盒式蒙皮天線振動試驗夾具的方法。

背景技術(shù)

隨著科技的發(fā)展，特別是航天航空、機械制造等行業(yè)的發(fā)展，振動問題成為無法繞開的問題。振動試驗，離不開振動夾具。由于設(shè)備能力越來越強，制造越來越精細，環(huán)境也越來越復(fù)雜，想從理論上完全解決振動問題非常困難。目前不僅需要通過振動試驗?zāi)M復(fù)雜的振動環(huán)境，還需要通過篩選振動試驗剔除早期產(chǎn)品工藝和元器件缺陷越來越重要的作用。機載天線需在研制階段驗證其結(jié)構(gòu)振動可靠性能的要求。振動試驗夾具用來連接試件和振動臺，起著模擬試件的幾何邊界條件和動力特性約束條件的作用。它應(yīng)能將振動臺的運動盡可能不失真地傳遞給試件，保證試件在規(guī)定方向上的運動與振動臺的輸出一致。因此，夾具在振動試驗中占有舉足輕重的作用。振動夾具是振動試驗中一個重要的環(huán)節(jié)，關(guān)系到試驗的成敗、試驗結(jié)果的可信程度等。夾具的設(shè)計是振動試驗的關(guān)鍵步驟。夾具是連接試件與振動臺的連接器,振動夾具的一階固有頻率是衡量夾具設(shè)計可靠性的重要參數(shù)之一,也是振動試驗可靠性的關(guān)鍵因素之一。夾具的通用性是一個夾具設(shè)計者經(jīng)驗的體現(xiàn)，反映了設(shè)計者的設(shè)計水平。評價夾具設(shè)計主要包括兩個方面：固定產(chǎn)品的方便性與可靠性、振動的傳遞特性。而振動夾具的傳遞特性主要由其剛度與阻尼決定。夾具的靜態(tài)設(shè)計首先要滿足將產(chǎn)品固定在臺面上的要求，同時還應(yīng)保證安裝產(chǎn)品后不超出振動臺的推力范圍。振動夾具是用來連接產(chǎn)品與振動臺，進行振動試驗的，區(qū)別于靜力試驗。振動夾具更注重振動的傳遞，能不能把振動臺的振動有效地傳遞給產(chǎn)品是振動夾具合適與否的關(guān)鍵。一個好的夾具應(yīng)該將振動試驗臺面的運動不失真的傳遞給試件,即要求振動夾具在整個試驗頻率范圍內(nèi)的傳遞系數(shù),在實際情況中很難達到這一點。故根據(jù)強迫振動的振幅頻率特性當振動臺的振動頻率的時候?qū)l(fā)生共振。因此要使振動夾具的最低固有頻率盡量遠離振動試驗頻帶根據(jù)雷達整機可靠性鑒定試驗夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計的規(guī)定夾具應(yīng)在0～500Hz范圍內(nèi)工作。設(shè)計中應(yīng)盡量遠離F1、F2、F3、F4頻率點,并盡量提高其自身的固有頻率因為此振動夾具的體積較大、結(jié)構(gòu)較復(fù)雜計算固有頻率有一定困難。由于振動夾具固有頻率的計算使用鄧柯萊方法就是一個估算,存在一定的誤差,其次在計算過程中采用選擇較弱的構(gòu)件而忽略相對較強的構(gòu)件進行固有頻率計算,雖然大大簡化了計算但也存在一定的誤差,另外在測試中控制點和響應(yīng)點的設(shè)置位置對測試結(jié)果有直接的影響,因此導(dǎo)致夾具的固有頻率與計算值有差異通常是允許的。夾具是將振動臺的激勵力不失真地傳遞給受試設(shè)備的傳力構(gòu)件,在以前大多數(shù)有關(guān)夾具設(shè)計及模態(tài)分析的論文中,把夾具與基礎(chǔ)的連接簡化為剛性連接,再通過有限元分析給出了夾具的前幾階模態(tài),但在實際使用時,夾具的實測共振頻率與主模態(tài)理論值有較大的偏差。在夾具設(shè)計制造過程中，夾具的動力學(xué)特性已經(jīng)被認為是評價夾具的重要指標，但是對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的夾具很難按圖紙準確地計算出其動力學(xué)特性。傳統(tǒng)的方法是在夾具制作完成后，通過正弦掃頻試驗、寬帶白譜隨機振動試驗和標志測試分析試驗等方法測試出夾具的動力學(xué)特性。這樣就不可避免要對已制成的夾具進行修改，采取增加連接螺釘?shù)膫€數(shù)、增大螺栓的預(yù)緊力、增添加強筋、改善局部剛度等措施。很多復(fù)雜夾具要經(jīng)過多次修改才能滿足使用要求，造成人力、物力和時間上的浪費，延長產(chǎn)品的研制周期。