一种用于振动力学模态试验的实验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及模态试验技术，具体为一种用于振动力学模态试验的实验装置，包括实验模型、夹具、基座柱和实验基座底板，其中实验模型的两端设置方形孔槽，夹具设有两组，每组夹具均包括夹具上块和夹持杆，第一组夹具的夹持杆横截面为方形，第二组夹具的夹持杆横截面为圆形；每组夹具的夹具上块均通过夹持杆与实验模型连接，方形横截面的夹持杆与方形孔槽的尺寸相配合，圆形横截面的夹持杆与方形孔槽以内切形式相结合；夹具上块与基座柱相固定；基座柱与实验基座底板相连接。该实验装置可以灵活改变实验工况，方便安装和拆卸。

An experimental device for modal test of vibration mechanics

The utility model relates to modal test technology, in particular to an experimental device for modal test of vibration mechanics, which comprises an experimental model, a fixture, a base column and an experimental base bottom plate. The two ends of the experimental model are provided with square holes and grooves. The fixture consists of two groups, each group of fixtures includes a fixture upper block and a clamping rod, the cross section of the clamping rod of the first group of fixtures is square, and the second group of fixtures. The cross-section of the clamping rod is circular; the clamping rod of each group of fixtures is connected with the experimental model through the clamping rod; the clamping rod of the square cross-section matches the size of the square hole groove; the clamping rod of the circular cross-section is combined with the square hole groove in the form of internal cutting; the clamping block is fixed with the base column; and the base column is connected with the base plate of the experimental base. The experimental device can flexibly change the experimental conditions and facilitate installation and disassembly.

【技术实现步骤摘要】
一种用于振动力学模态试验的实验装置
本技术涉及模态试验技术，具体为一种用于振动力学模态试验的实验装置。
技术介绍
模态试验又称试验模态分析，为确定线性振动系统的模态参数所进行的振动试验。试验模态分析主要是通过模态实验，测量系统的振动响应信号，或同时测量系统的激励信号、响应信号，从测量到的信号中,识别描述系统动力特征的模态参数。模态参数是在频率域中对振动系统固有特性的一种描述，一般指的是系统的固有频率、阻尼比、振型和模态质量等。常用的模态试验采用激振器激励待测结构，对待测结构产生一个激励力，采集待测结构在激振器下的参数变化，进行模态分析，从而获得待测结构的动力特性。但是传统的模态试验装置的实验工况(如边界条件、激振方式)单一，通常采用一端固支、一端自由的悬臂结构，以及单点或定点激励的方式；另一方面实验装置的约束方式的改变和拆卸也比较复杂；激振点往往因激振设备的固定也变得相对单一，不方便改变激振器的激励位置；设计复杂，加工成本高。
技术实现思路
为解决现有技术所存在的技术问题，本技术提供一种用于振动力学模态试验的实验装置，该实验装置可以灵活改变实验工况，方便安装和拆卸。本技术采用以下技术方案来实现：用于振动力学模态试验的实验装置，包括实验模型、夹具、基座柱和实验基座底板，其中实验模型的两端设置方形孔槽，夹具设有两组，每组夹具均包括夹具上块和夹持杆，第一组夹具的夹持杆横截面为方形，第二组夹具的夹持杆横截面为圆形；每组夹具的夹具上块均通过夹持杆与实验模型连接，方形横截面的夹持杆与方形孔槽的尺寸相配合，圆形横截面的夹持杆与方形孔槽以内切形式相结合；夹具上块与基座柱相固定；基座柱与实验基座底板相连接。优选地，所述基座柱包括上基座柱和下基座柱，上基座柱与下基座柱通过螺栓杆连接。所述夹具上块通过螺栓与上基座柱相固定。优选地，所述实验模型为水平实验钢梁，所述夹具为梁端夹具。优选地，所述实验基座底板上设有用于固定激振器夹持装置的多个螺纹孔。所述激振器夹持装置采用螺栓固定在螺纹孔上，或者通过安装在螺纹孔上的滑道设置在实验基座底板上。从以上技术方案可知，本技术设计的振动力学模态试验的实验装置，主要部件为水平实验钢梁、梁端夹具(夹具上块和夹持杆)、可调节高度的基座柱和实验基座底板，结构简单，方便拆卸，外形适用性好，实验工况可灵活改变。与现有技术相比，本技术具有如下优点和有益效果：1、实验钢梁的两端分别设有方形孔槽，可以根据实验要求，通过选择夹持杆截面形状(圆形或方形)与实验钢梁方形孔槽截面的组合形式来实现实验钢梁端不同的固定方式；还可以自由改变实验钢梁的约束条件，去除一端的约束支座，变为悬臂实验梁系统。2、由于基座柱的高度整体上可调，对于风致振动的模态试验可以根据风洞的高度来调节实验装置的高度。3、实验基座底板上预留有螺纹孔，一方面便于改变激振器的安装位置，即改变激励位置，对于研究不同激励位置对系统的可辨识性的影响的实验中，可以根据实验情况改变激振设备的不同位置来实现；另一方面，可在实验基座底板上放置多个激振器支架配备多个激振器，从而实现多输入系统的模态参数辨识。附图说明图1是本技术的结构示意图；图2是圆形夹持杆的结构示意图；图3是方形夹持杆的结构示意图；图4是夹具上块的结构示意图；其中，1-水平实验钢梁；2-上基座柱；3-夹具上块；4-实验基座底板；5-夹持杆；6-下基座柱；7-螺栓杆；8-激振器夹持装置；9-圆形孔道。具体实施方式下面结合实施例及附图对本技术作进一步详细的描述，但本技术的实施方式不限于此。实施例如图1所示，本技术包括实验模型(本实施例选水平实验钢梁1)、梁端夹具、可调节高度的基座柱和实验基座底板4，其中水平实验钢梁两端预先设置好方形孔槽，梁端夹具设有两组，每组梁端夹具均包括夹具上块3和夹持杆5，第一组梁端夹具的夹持杆横截面为方形，第二组梁端夹具的夹持杆横截面为圆形，在夹持杆端部均设置了与螺栓帽相匹配的螺纹，如图2、3所示。每组梁端夹具的夹具上块均通过夹持杆和螺栓帽与水平实验钢梁连接，方形横截面的夹持杆与方形孔槽的尺寸相配合，圆形横截面的夹持杆与方形孔槽以内切形式相结合。当方形横截面的夹持杆与方形孔槽相结合并用螺栓拧紧时，就限制了实验钢梁的端部在XY方向上位移和转动，从而形成固支座(固定端支座)的夹持形式。当圆形横截面的夹持杆与方形孔槽相结合并用螺栓拧紧时，只限制实验钢梁的端部在XY方向上位移，但可绕圆形夹持杆转动，从而形成铰支座(固定铰支座)的夹持形式。一般固定端支座定义为既能阻止构件支撑端产生竖向移动和左右移动，又能阻止构件产生转动的支座，本技术所设计的固定端支座为方形夹持杆与钢梁方形孔槽相结合的形式。一般固定铰支座定义为构件与支座用光滑的圆柱铰链联接，构件不能产生沿任何方向的移动，但可以绕中心轴转动，本技术所设计的固定铰支座为圆形夹持杆与钢梁方形孔槽相结合的形式。可调节高度的基座柱包括上基座柱2和下基座柱6，上基座柱与下基座柱均预先设置了螺纹，上基座柱与下基座柱通过四根螺栓杆7连接，且通过螺栓杆来调节基座柱整体上的高度。在本实施例中，夹具上块通过四个螺栓与上基座柱相固定，夹具上块预先设置好圆形孔道9与夹持杆结合，如图4所示。本技术通过调整连接上下基座柱的螺栓杆与螺帽，从而间接改变实验模型的高度；也可把上基座柱去掉，直接将夹具上块与下基座柱相连接，从而大幅度改变实验模型的高度。基座柱与实验基座底板同样采用四个螺栓连接。实验基座底板上设有用于固定激振器夹持装置8(即激振器支架)的多个螺纹孔，可以根据需要改变激振器夹持装置沿钢梁水平向的位置，从而改变模态试验激励点(即激振器)的位置。实验基座底板可以根据实验需求放置多个激振器支架配备多个激振器，实现多输入系统的模态参数辨识。实验模型(本实施例为水平实验钢梁)的固有频率可以通过切换不同种类的模型来实现，在此实验装置中同样可以达到此效果。此外，激振器在实验基座底板的移动形式可以由本实施例中的定点移动(采用螺栓固定在螺纹孔上)变为滑道移动(将滑道安装在螺纹孔上)的形式。该实验装置可用于不同激励形式的振动平台。由以上实施例可知，该实验装置主要涉及振动力学模态试验，可用于风激励振动实验平台或其他激励源的振动平台，结构简单，方便拆卸，外形适用性好，适用广泛，且具有一定的刚度，稳定性具有保障。该实验装置可改变其实验模型的夹持方式，主要是通过实验钢梁两端的方形孔槽与不同截面形状的夹持杆进行装配，并通过螺母将实验钢梁模型与夹持杆固定；当方形孔槽与圆形截面夹持杆结合时，达到铰支效果；当方形孔槽与方形截面夹持杆结合时，达到固支效果。同时如果需要改变其实验模型的固有频率，可以利用实验基座底板上预留的螺纹孔，来改变实验基座底板两端的基座柱之间的水平距离；也可利用基座底板上预留的螺纹孔改变激振器的位置，进而控制模型受力位置。此外，基座柱的高度可以通过四个螺栓杆和螺帽来调节。上述实施例为本技术较佳的实施方式，但本技术的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本技术的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于振动力学模态试验的实验装置，其特征在于，包括实验模型、夹具、基座柱和实验基座底板，其中实验模型的两端设置方形孔槽，夹具设有两组，每组夹具均包括夹具上块和夹持杆，第一组夹具的夹持杆横截面为方形，第二组夹具的夹持杆横截面为圆形；每组夹具的夹具上块均通过夹持杆与实验模型连接，方形横截面的夹持杆与方形孔槽的尺寸相配合，圆形横截面的夹持杆与方形孔槽以内切形式相结合；夹具上块与基座柱相固定；基座柱与实验基座底板相连接。

【技术特征摘要】
1.一种用于振动力学模态试验的实验装置，其特征在于，包括实验模型、夹具、基座柱和实验基座底板，其中实验模型的两端设置方形孔槽，夹具设有两组，每组夹具均包括夹具上块和夹持杆，第一组夹具的夹持杆横截面为方形，第二组夹具的夹持杆横截面为圆形；每组夹具的夹具上块均通过夹持杆与实验模型连接，方形横截面的夹持杆与方形孔槽的尺寸相配合，圆形横截面的夹持杆与方形孔槽以内切形式相结合；夹具上块与基座柱相固定；基座柱与实验基座底板相连接。2.根据权利要求1所述的用于振动力学模态试验的实验装置，其特征在于，所述基座柱包括上基座柱和下基座柱，上基座柱与下基座柱通过螺栓杆连接。3.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：李智，刘珍，何运成，
申请(专利权)人：广州大学，
类型：新型
国别省市：广东,44