一种适用于部组件产品的振动离心复合环境模拟试验装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种适用于部组件产品的振动离心复合环境模拟试验装置，包括离心机和振动控制系统，离心机的大臂末端设置有液压激振系统、压电激振系统和夹具，液压激振系统与大臂固定连接，液压激振系统的激振方向与大臂轴线方向一致，压电激振系统与液压激振系统串联刚性连接，夹具与压电激振系统固定连接，压电激振系统与液压激振系统均设置有加速度传感器，加速度传感器的信号输出端通过集流环与振动控制系统的振动信号输入端连接，振动控制系统电连接有功率放大器和液压驱动系统，功率放大器通过集流环与压电激振系统电连接，液压驱动系统通过集流环与液压激振系统连接。本发明专利技术可完成从低频到高频的振动加速度和过载加速度的复合输出。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于力学环境试验
，尤其涉及一种适用于部组件产品的振动离心复合环境模拟试验装置。
技术介绍
武器和航空航天系统在飞行过程经历的高频振动、动态过载、温度以及冲击等复合环境，对产品结构强度和可靠性具有复杂影响，尤其是振动和过载复合，是影响飞行产品结构和功能最显著的两种环境因素。随着武器和航空航天事业的快速发展，对武器和航空航天系统中的机构和电子设备进行结构强度和功能可靠性考核已经成为相关行业的重点。目前的考核方式主要有两种。第一种是进行实际的飞行试验，优点是能真实的模拟飞行系统经历的复合环境，但是飞行试验不仅成本高、周期长，而且难以在原理和设计阶段提供有力的技术支撑。第二种方式是在地面进行力学环境模拟试验，例如振动试验、离心试验等等，这种单一因素的环境试验技术目前国内外比较成熟，但是多因素复合试验难度大，尤其是振动和过载复合力学环境试验。国外少数发达国家在二十世纪八十年代建立了振动离心复合试验装置，国内发展较晚。例如，专利技术专利“一种标准的复合加速度输出装置”(专利公布号：CN 104019830A)提出一种采用电磁振动台与离心机结合的复合加速度输出装置，但负载能力较小，主要用于惯性器件的校准检测。专利技术专利“线振动与过载组合测试方法及其装置”(授权公告号：CN 102506897)采用圆盘式离心机和高速旋转平台来组成振动-过载复合试验装置；专利技术专利“过载复合环境测试试验台”(申请公布号：CN 103091118A)采用在过载台上加装两个直线运动机构，直线运动机构上各安装一个随动台的结构方式，创造了在实验室中模拟对象在真实环境中的各种动态运动情况的新方法。此外，专利技术专利“多参数复合环境试验装置”(授权公告号：CN 201777393U)、专利技术专利“过载复合环境测试实
验台”(申请公布号CN 103091118A)、专利技术专利“一种大过载与线振动复合测试设备”(申请公布号：CN103148869A)都是有关复合环境试验的装置。然而这些专利技术创造一方面不能模拟真实飞行环境的高频振动，另一方面激振系统的体积和复杂程度较大，不利于控制装置的加工和控制精度。
技术实现思路
本专利技术的目的就在于为了解决上述问题而提供一种适用于部组件产品的振动离心复合环境模拟试验装置。本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的：一种适用于部组件产品的振动离心复合环境模拟试验装置，包括离心机和振动控制系统，所述离心机设置有主轴和大臂，所述大臂的末端设置有液压激振系统、压电激振系统和用于固定被测试件的夹具，所述液压激振系统与所述大臂固定连接，所述液压激振系统的激振方向与所述大臂轴线方向一致，所述压电激振系统与所述液压激振系统串联刚性连接，所述夹具与所述压电激振系统固定连接，所述压电激振系统与所述液压激振系统均设置有加速度传感器，所述加速度传感器的信号输出端通过集流环与所述振动控制系统的振动信号输入端连接，所述振动控制系统电连接有功率放大器和液压驱动系统，所述功率放大器通过集流环与所述压电激振系统电连接，所述液压驱动系统通过集流环与所述液压激振系统连接。进一步地，所述液压激振系统包括液压缸，所述液压缸的活塞杆上设置有液压激振台，所述液压缸固定安装在所述大臂上。更进一步地，所述压电激振系统刚性安装于所述液压激振台上，所述压电激振系统的激振方向与所述液压激振系统的激振方向相同。更进一步地，所述压电激振系统包括一个或多个压电激振子系统，每个所述压电激振子系统均包括压电陶瓷和位移放大机构，所述压电陶瓷横向安装于
所述位移放大机构内，所述位移放大机构通过螺栓与所述液压激振台刚性连接，所述位移放大机构固定设置有压电激振台，所述压电激振台通过螺栓与所述夹具刚性连接。更进一步地，所述位移放大机构为全柔性菱形结构或全柔性椭圆结构。本专利技术的有益效果在于：与现有的实现方案不同，本专利基于压电陶瓷激振简单、重量和体积小、激振频率高等优点，并结合液压振动台的低频振动，在离心机大臂末端安装由压电陶瓷和液压振动台组成的混合激振系统，可完成从低频到高频的振动加速度和过载加速度的复合输出。附图说明图1是本专利技术所述振动离心复合环境模拟试验装置的结构示意图；图2是本专利技术所述液压激振系统、所述压电激振系统和所述夹具之间的连接结构示意图；图3是本专利技术所述压电激振子系统的结构示意图；图中：1-主轴，2-大臂，3-液压激振系统，4-压电激振系统，5-夹具，6-被测试件，7-电缆，8-振动控制系统，9-加速度传感器，10-功率放大器，11-液压驱动系统，12-集流环，13-液压缸，14-活塞杆，15-压电陶瓷，16-位移放大机构，17-液压激振台，18-压电激振台。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步说明：如图1所示，本专利技术包括离心机和振动控制系统8，离心机设置有主轴1和大臂2，离心机能够输出过载加速度值。大臂2的末端设置有液压激振系统3、压电激振系统4和用于固定被测试件
6的夹具5，液压激振系统3提供中低频范围的振动加速度，压电激振系统4与液压激振系统3组成宽频带振动系统。液压激振系统3与大臂2固定连接，液压激振系统4的激振方向与大臂2轴线方向一致，压电激振系统4与液压激振系统3串联刚性连接，夹具5与压电激振系统4固定连接，用于传递过载加速度和振动加速度。压电激振系统4与液压激振系统3均设置有加速度传感器9，加速度传感器9的信号输出端通过集流环12与振动控制系统8的振动信号输入端连接，加速度传感器9用于检测压电激振系统4以及液压激振系统3产生的振动加速度信号，相邻的器件之间通过电缆7连接。振动控制系统8电连接有功率放大器10和液压驱动系统11，功率放大器10通过集流环12与压电激振系统4电连接，液压驱动系统11通过集流环12与液压激振系统3连接。功率放大器10的功能是将振动控制系统8的输出信号放大后驱动压电陶瓷15伸缩，进而产生振动输出。如图2所示，液压激振系统3包括液压缸13，液压缸13的活塞杆14上设置有液压激振台17，液压缸13固定安装在大臂2上。压电激振系统4刚性安装于液压激振台17上，压电激振系统4的激振方向与液压激振系统3的激振方向相同。如图2和图3所示，位移放大机构16为全柔性菱形结构或全柔性椭圆结构，在图中示出的是全柔性菱形结构，但不局限于该种形式的柔性机构。压电激振系统4包括一个或多个压电激振子系统，每个压电激振子系统均包括压电陶瓷15和位移放大机构16，压电陶瓷15通过预紧力横向安装于位移放大机构16内，位移放大机构16通过螺栓与液压激振台17刚性连接，位移放大机构16固定设置有压电激振台18，压电激振台18通过螺栓与夹具5刚性连
接。以上仅为本专利技术的较佳实施例而已，并不用以限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本专利技术的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于部组件产品的振动离心复合环境模拟试验装置，包括离心机，所述离心机设置有主轴和大臂，其特征在于：还包括振动控制系统，所述大臂的末端设置有液压激振系统、压电激振系统和用于固定被测试件的夹具，所述液压激振系统与所述大臂固定连接，所述液压激振系统的激振方向与所述大臂轴线方向一致，所述压电激振系统与所述液压激振系统串联刚性连接，所述夹具与所述压电激振系统固定连接，所述压电激振系统与所述液压激振系统均设置有加速度传感器，所述加速度传感器的信号输出端通过集流环与所述振动控制系统的振动信号输入端连接，所述振动控制系统电连接有功率放大器和液压驱动系统，所述功率放大器通过集流环与所述压电激振系统电连接，所述液压驱动系统通过集流环与所述液压激振系统连接。

【技术特征摘要】
1.一种适用于部组件产品的振动离心复合环境模拟试验装置，包括离心机，所述离心机设置有主轴和大臂，其特征在于：还包括振动控制系统，所述大臂的末端设置有液压激振系统、压电激振系统和用于固定被测试件的夹具，所述液压激振系统与所述大臂固定连接，所述液压激振系统的激振方向与所述大臂轴线方向一致，所述压电激振系统与所述液压激振系统串联刚性连接，所述夹具与所述压电激振系统固定连接，所述压电激振系统与所述液压激振系统均设置有加速度传感器，所述加速度传感器的信号输出端通过集流环与所述振动控制系统的振动信号输入端连接，所述振动控制系统电连接有功率放大器和液压驱动系统，所述功率放大器通过集流环与所述压电激振系统电连接，所述液压驱动系统通过集流环与所述液压激振系统连接。2.根据权利要求1所述的适用于部组件产品的振动离心复合环境模拟试验装置，其特征在于：所述液压激振系统包括液压...

【专利技术属性】
技术研发人员：凌明祥，李思忠，刘谦，郑星，师伟鹏，严侠，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院总体工程研究所，
类型：发明
国别省市：四川;51