[其他]電磁渦流激振疲勞試驗器及其設計

無效

• 申請號: 85103849
• 申請日: 1985-05-12
• 公開（公告）號: CN85103849A
• 公開（公告）日: 1987-04-15
• 發明（設計）人: 徐志懷
• 申請（專利權）人: 南京航空學院
• 主分類號: G01M7/00
• 分類號: G01M7/00;G01N3/38
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬機械技術領域。

據“發動機強度振動測試技術”（北航宋兆泓等編，1981年國防工業出版社）一書介紹，葉片疲勞試驗器激振系統主要有氣體脈沖激振器和梁式振動臺。前者噪音大，試驗間可高達150db;后者高階高頻能力差，消耗功率大，設備復雜，成本高。

據美國ASME????69-Vib-59報導，渦流激振也是一種激振手段，但只有一張草圖，沒有任何技術資料，查閱英、美等國專利文獻，均未查到有關專利。

本發明的目的在于根據電磁渦流激振原理，研制噪音小，高階高頻疲勞性能好，能源消耗低，結構簡單，適用于低電阻率材料的新型疲勞試驗器。

基本原理，根據電磁理論，交變磁通穿過導電體時，在導體內即產生感應電渦流，若恰當地設置恒磁場，則導體將受到電磁力的作用而產生振動。

電渦流激振力 F₂＝0.102×10^-7BIL＝A₂sinωt

根據電磁場理論，磁鐵在交變磁場中受到電磁推挽力作用而振動。電磁推挽激振力F₁＝8.16×10^-8(SBo)/(μo) Bac＝A₁sin（ωt+ (π)/2 ）

兩力同時作用于試件：

F＝F₁+F₂＝Ae^{i（ωt+φ）}

電磁渦流激振疲勞試驗器沒有運動部份，主要由底座（1），激磁線圈（2），C型鐵芯（3），永磁體（4）等組成，形成一對交、直流磁路。交流磁路系統中包含串聯電容諧振箱，激磁線圈應設置多個抽頭。直流磁路系統中包含有夾具和試件的磁路系統。

電磁渦流激振的效果主要取決于電渦流場的分布，交、直流磁場的配置，試驗器與功放的阻抗匹配，直流磁路系統的設計，激磁電路中諧振點的選擇等。

組合方式：永磁體與渦流感應頭（C型鐵芯）之間的間隙尺寸a是結構組合的關鍵，最佳間隙應在10～30mm之間。

依據試件的固有頻率，在試驗器與功放的阻抗匹配共同工作線上選擇相應的激磁線圈匝數，調節串聯電容，使激磁電路發生諧振。

本發明具有以下優點：

1.激振力直接作用于試件，能量利用率高，功率消耗低，只有幾十到250瓦。

2.疲勞工作頻帶寬，高頻特性好。已做的疲勞頻帶為140～3172Hz。

3.激振力作用點可以任意調節，高階疲勞試驗能力強。

4.噪音低（試驗器本身噪音不大于70db）。

5.結構簡單，緊湊，使用、維護方便。

適用于低電阻率材料的振動疲勞試驗，特別適用于葉片振動疲勞試驗。本發明有一示意圖。

永磁體（4）與C型鐵芯（3）連成一體，形成電渦流激振的恒磁路，其間隙尺寸a是關鍵，應嚴格控制，以使得較大的恒磁感應強度區域與較大的電渦流密度區域相重合。在夾具上套以直流勵磁線圈使試件磁化，形成電磁推挽力的直流磁路。