一种频率可变的轴向共振疲劳试验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种频率可变的轴向共振疲劳试验装置，包括固定在振动台上、用于安装试验件的基座，所述轴向共振疲劳试验装置还配置有主体配重质量块，用于安装在试验件的顶端，以降低试验件的一阶轴向固有频率，其中：所述试验件的顶端设有外螺纹，所述主体配重质量块为圆柱体形，其底部中央设有第一螺孔，该螺孔与所述试验件顶端的外螺纹相匹配，从而将两者螺纹连接。通过所述主体配重质量块大幅度降低所述试验件的一阶轴向固有频率，再进一步加设辅助配重质量块、小型配重质量块和微型配重质量块对所述试验件的一阶轴向固有频率进行调制，进而在一般的振动台上就能够进行轴向共振疲劳试验，得到所述试验件的振动疲劳SN曲线。

An axial resonance fatigue test device with variable frequency

【技术实现步骤摘要】
一种频率可变的轴向共振疲劳试验装置
本技术属于领域共振疲劳试验装置，具体为一种频率可变的轴向共振疲劳试验装置。
技术介绍
共振疲劳是结构所受动态交变载荷(如振动、冲击、噪声载荷等)的频率分布与结构固有频率分布具有交集或相接近,从而使结构产生共振所导致的疲劳破坏现象。为了对结构进行动态疲劳分析，可通过振动台测试相应材料的振动疲劳SN曲线。由于一般结构材料制成的轴向振动疲劳试验件的一阶轴向固有频率往往在3000Hz以上，这使得常见电磁振动台(2～2500Hz)无法提供相应的激振频率使试样件处于共振状态，因此得不到材料的振动疲劳SN曲线。
技术实现思路
为了解决上述试验件的固有频率超过现有振动台的激振频率的上限频率而导致无法获得相关试验件的振动疲劳SN曲线的缺陷，本技术提供了一种频率可变的轴向共振疲劳试验装置。本技术通过有限元分析软件对试验件进行模拟分析，获得试验件的一阶轴向固有频率，再结合试验中振动环境(振动台)的激振频率范围设计出质量不同的四种配重质量块：能降低所述试验件一阶轴向固有频率数千赫兹的主体配重质量块，能降低所述试验件一阶轴向固有频率数百赫兹的辅助配重质量块，能降低所述试验件一阶轴向固有频率数十赫兹的小型配重质量块，能降低所述试验件一阶轴向固有频率0.1～10赫兹的微型配重质量块。具体的，本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种频率可变的轴向共振疲劳试验装置，包括固定在振动台上、用于安装试验件的基座，所述轴向共振疲劳试验装置还配置有主体配重质量块，用于安装在试验件的顶端，以降低试验件的一阶轴向固有频率，其中：所述试验件的顶端设有外螺纹，所述主体配重质量块为圆柱体形，其底部中央设有第一螺孔，该螺孔与所述试验件顶端的外螺纹相匹配，从而将两者螺纹连接。进一步的，所述试验件与所述基座和所述主体配重质量块的连接处加设有防松螺母。进一步的，所述轴向共振疲劳试验装置进一步配置有辅助配重质量块，安装于所述主体配重质量块的上方，其质量小于所述主体配重质量块，其中：所述辅助配重质量块为与主体配重质量块相匹配的圆柱体形，其中央设有第一通孔，并在第一通孔的外围设置两对第二通孔，所述主体配重质量块的上方中央对应辅助配重质量块的第一通孔的位置设有螺柱，对应第二通孔的位置则设有第二螺孔，通过使用防松螺栓穿过辅助配重质量块的第二通孔后拧入主体配重质量块的对应第二螺孔中而将两者通过连接固定。进一步的，所述轴向共振疲劳试验装置进一步配置有小型配重质量块，安装于所述主体配重质量块上方的辅助配重质量块中央的第一通孔处，其质量小于所述辅助配重质量块，其中：所述小型配重质量块为螺母的构型，其外径小于所述辅助配重质量块的第一通孔的内径，且中心的第三螺孔与所述主体配重质量块上方中央的螺柱相匹配，通过将小型配重质量块拧在主体配重质量块的螺柱上而固定在主体配重质量块上方的辅助配重质量块的第一通孔处。进一步的，所述轴向共振疲劳试验装置进一步配置有微型配重质量块，安装于所述主体配重质量块的下方，其质量小于所述小型配重质量块，其中：所述微型配重质量块为螺栓的构型，包括一个具有外螺纹的头部以及一个与之相连的尾部，所述微型配重质量块的数量为至少两个；所述主体配重质量块的底部近外缘处设有相应数量的第四螺孔，通过将微型配重质量块的头部拧入主体配重质量块底部的第四螺孔中而固定于主体配重质量块的下方。进一步的，所述轴向共振疲劳试验装置设有至少两个传感器，用于获得振动过程中所述试验件的响应加速度，所述传感器安装于所述主体配重质量块的底部或辅助配重质量块的顶部。所述传感器自带有螺栓，所述主体配重质量块的底部或辅助配重质量块的顶部设有对应的第五螺孔，通过将传感器的螺栓拧入主体配重质量块底部或辅助配重质量块顶部对应的第五螺孔内而将传感器安装固定。根据本技术的优选实施例，所述传感器为加速度传感器或位移传感器。本技术的有益效果是：1、通过有限元分析软件对试验件进行模拟分析，计算并设计出能够将轴向共振疲劳试验件的一阶轴向固有频率降低数千赫兹、数百赫兹、数十赫兹、零点几到几赫兹的四种质量不同的配重质量块，通过在试验件上加装配重质量块的方法，将所述试验件的一阶轴向固有频率降低到一般振动台的能够提供的激振频率范围内——所述主体配重质量块大幅度降低所述试验件的一阶轴向固有频率，使得在一般的振动台激振频率范围内能使所述试验件处于共振状态，再通过所述辅助配重质量块、小型配重质量块和微型配重质量块的调节来获得所述试验件的振动疲劳SN曲线，即使用一般的振动台就能够获得轴向共振试验件的振动疲劳SN曲线。2、根据需要可以灵活调整所述配重质量块的安装，即可以选择安装获取目标振动频率范围内的振动疲劳SN曲线所需要的所述配重质量块的类型和需要安装的数量。3、通过对所述微型配重质量块的数量和安装位置的调整，还可以在一定程度上对所述共振疲劳试验装置以及试验件的同轴度进行调整。附图说明图1为本技术的轴向共振疲劳试验装置的轴侧示意图。图2为本技术的轴向共振疲劳试验装置的正视示意图。图3为本技术的轴向共振疲劳试验装置的右视示意图。图4为图1中的主体配重质量块的示意图。图5为图1中的辅助配重质量块的示意图。图6为图1中的小型配重质量块的示意图。图7为图2中的微型配重质量块的示意图。图8为实施例中的试验件的示意图。图号说明：1.基座，2.主体配重质量块，20.螺柱，21.第二螺孔，3.辅助配重质量块，30.第一通孔，31.第二通孔，4.小型配重质量块，40.第三螺孔，5.微型配重质量块，50.头部，51.尾部，6.传感器，7.试验件，80.防松螺母，81.防松螺栓，9.振动台。具体实施方式本技术通过有限元分析软件对试验件进行模拟分析，获得试验件的一阶轴向固有频率，再结合试验中振动环境(振动台)的激振频率范围设计出如图4-图7所示的质量不同的四种配重质量块：能降低所述试验件一阶轴向固有频率数千赫兹的主体配重质量块2，能降低所述试验件一阶轴向固有频率数百赫兹的辅助配重质量块3，能降低所述试验件一阶轴向固有频率数十赫兹的小型配重质量块4，能降低所述试验件一阶轴向固有频率0.1～10赫兹的微型配重质量块5。如图1-图3所示，一种频率可变的轴向共振疲劳试验装置，包括固定在振动台上、用于安装试验件的基座1，所述轴向共振疲劳试验装置还配置有主体配重质量块2，用于安装在试验件7的顶端，以降低试验件7的一阶轴向固有频率，其中：所述试验件7的顶端设有外螺纹(图中未示出)，所述主体配重质量块2为圆柱体形，其底部中央设有第一螺孔(图中未示出)，该螺孔与所述试验件7顶端的外螺纹相匹配，通过将试验件7的顶端拧入主体配重质量块2底部中央的螺孔而将两者螺纹连接。进一步的，所述试验件7与所述基座1和所述主体质量块2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种频率可变的轴向共振疲劳试验装置，包括固定在振动台上、用于安装试验件的基座，其特征在于，所述轴向共振疲劳试验装置还配置有主体配重质量块，用于安装在试验件的顶端，以降低试验件的一阶轴向固有频率，其中：/n所述试验件的顶端设有外螺纹，所述主体配重质量块为圆柱体形，其底部中央设有螺孔，该螺孔与所述试验件顶端的外螺纹相匹配，从而将两者螺纹连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种频率可变的轴向共振疲劳试验装置，包括固定在振动台上、用于安装试验件的基座，其特征在于，所述轴向共振疲劳试验装置还配置有主体配重质量块，用于安装在试验件的顶端，以降低试验件的一阶轴向固有频率，其中：
所述试验件的顶端设有外螺纹，所述主体配重质量块为圆柱体形，其底部中央设有螺孔，该螺孔与所述试验件顶端的外螺纹相匹配，从而将两者螺纹连接。


2.根据权利要求1所述的轴向共振疲劳试验装置，其特征在于，所述试验件与所述基座和所述主体配重质量块的连接处进一步加设有防松螺母。


3.根据权利要求1所述的轴向共振疲劳试验装置，其特征在于，所述轴向共振疲劳试验装置进一步配置有辅助配重质量块，安装于所述主体配重质量块的上方，其质量小于所述主体配重质量块，其中：
所述辅助配重质量块为与主体配重质量块相匹配的圆柱体形，其中央设有第一通孔，并在第一通孔的外围设置两对第二通孔，所述主体配重质量块的上方中央对应辅助配重质量块的第一通孔的位置设有螺柱，对应第二通孔的位置则设有第二螺孔，通过使用防松螺栓穿过辅助配重质量块的第二通孔后拧入主体配重质量块的对应第二螺孔中而将两者连接固定。


4.根据权利要求3所述的轴向共振疲劳试验装置，其特征在于，所述轴向共振疲劳试验装置进一步配置有小型配重质量块，安装于所述主体配重质量块上方的辅助配重质量块中央的第一通孔处，其质量小于所述辅助配重质量块，其中：
所述小型配重质量块为螺母的构型，...

【专利技术属性】
技术研发人员：石朝成，崔韦，张建波，何丁妮，穆童，
申请(专利权)人：上海航空材料结构检测股份有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31