本发明专利技术涉及一种梁结构振动疲劳装置，包括梁试件、梁端夹持座、振动平台、振动电机、隔振弹簧、底座，所述梁试件的一端安装在梁端夹持座上或梁试件的两端安装在梁端夹持座上，梁端夹持座安装在振动平台上，振动电机安装在振动平台上，振动电机的输出轴装有偏心块，所述隔振弹簧支承振动平台，一端连接在底座上，另一端与振动平台连接。在激励力作用下，本发明专利技术振动平台及其安装其上的附件会发生强迫振动。梁试件及梁端夹持座会跟随振动平台振动。由于梁试件的端部固定，其振动变形部分不与振动平台连接，梁试件振动变形不影响振动平台的振动，产生的振动波形失真度小。另外，本发明专利技术能通过一台装置实现悬臂梁、简支梁、两端固定梁的疲劳试验。劳试验。劳试验。
【技术实现步骤摘要】
一种梁结构振动疲劳装置
[0001]本专利技术涉及疲劳试验机领域，具体涉及一种梁结构振动疲劳装置。
技术介绍
[0002]梁结构广泛应用于航空航天、能源动力、机械和建筑等领域，例如直升机旋翼、桥式起重机主梁、弹性地基梁、振动筛承重梁等。大部分梁结构在运行和使用过程中，经常要遭受交变应力作用，容易形成疲劳裂纹。在动截荷作用下，这些裂纹会不断扩展并导致断裂，轻则影响生产的稳定运行，重则诱发灾害事故。如，1981年初，欧洲北海油田“基尔兰”号平台覆灭，事故原因是横梁在海浪的交变应力作用下，横梁承孔因疲劳而出现裂缝。据资料统计,由疲劳裂纹引起的结构失效断裂事故占总断裂事故的70％～80％以上。因此，研究梁结构疲劳断裂的原因，对于精确地制定使用寿命和检修周期，降低疲劳事故的产生，有着非常重要的现实意义和理论价值。
[0003]现有疲劳试验机产品主要有电液伺服疲劳试验机和电磁谐振式高频疲劳试验机，这两类疲劳试验机无法实现对梁试件对称弯曲周期性加载。为了对梁试件或板试件进行疲劳试验，一些学者们制备了裂纹梁、裂纹板和裂纹叶片的疲劳试验装置。如，1997年3月期刊《FATIGUE&FRACTURE OF ENGINEERING MATERIALS&STRUCTURES》第20卷第7期上发表了一篇“High resolution crack growth measurements in vibrating beams”的论文，该文公开了一种裂纹梁的振动疲劳试验装置，主要包括传感线圈、作动线圈、激光传感器、反馈控制回路和电流放大器，通过电磁驱动裂纹梁试件振动。2000年9月在期刊《机械科学与技术》第19卷增刊上发表的“动力学环境下含裂纹板力学性能与试验”的文章，公开了一种含裂纹板的振动疲劳试验装置，该装置包括旋转疲劳试验机、偏心轮、滑轮、钢丝绳、弹簧、连接件和试件，在试验过程中，通过旋转疲劳试验机带动偏心轮转运，经弹簧给薄板施加振动载荷。2006年6月浙江大学硕士学位论文“汽轮机叶片振动疲劳试验及其自动控制系统开发”公开了一种振动疲劳试验机，该试验机包括偏心轮、偏心轮转轴、滑柱、汽轮机叶片、接近开关感应区。偏心轮由驱动电机驱动转动，通过调节转轮的上下螺栓可以改变转轴在轮面位置，从而实现转轮偏心转动，调节范围为0～10mm。滑柱连接在偏心轮和叶片之间，将偏心轮的周期运动转变成叶片的上下振动。2009年期刊《结构强度研究》第2期发表了“飞机平尾振动疲劳试验分析”的论文，该试验装置包括激振器、传感器、配重、平尾和刚性基座，平尾大轴固定在刚性基座上，通过激振器激振进行疲劳试验。但是，振动疲劳测试时间长，激振器难以承受，所以往往需要定期停机休息。
[0004]根据激励方式，疲劳试验机主要激励方法有：激振器激励、惯性式激励和电磁式激励。激振器激励和惯性式激励的疲劳试验装置属于机械激励，为了将激励力传递给试件，动力传递输出端必须连接到试件上，试件和激励源之间通过机械连接。为了传递动力，动力传递还需要设置机械传动系统，传动系统往往结构复杂。此外，激励源、机械传动系统和试件共同构成一个振动系统。在开展试件疲劳试验时，激励源通过机械传动部件传递动力，实现试件振动变形。但是，由于试件又属机械传动系统的执行末端，试件与机械传动系统存在相
互作用力，试件的振动变形会影响机械传动系统的输出波形和精度。这时，试件的振动会影响动力传递，因而波形失真严重，且装置结构复杂。电磁式疲劳试验机由于电磁力可直接获取，不需要传动构件，试件振动不影响激励源输出，因而输出波形失真度小。但是，电磁式疲劳试验系统受固有磁饱和的限制，受供电电压影响较大，输出的最大激振力受到限制，且低频性能较差。
[0005]此外，对于激振器激励和惯性式激励的梁结构疲劳试验系统，为了传递较大振幅，梁试件普遍设计成悬臂梁结构，机械传动末端往往直接与悬臂梁一端相连接。这种疲劳试验机最大特点是能获得较大的振幅，但是，由于结构形状限制，往往设计成只能完成单一悬臂梁结构的疲劳试验，并不能方便改变约束方式，用于其它约束类型的梁结构疲劳试验，例如简支梁、两端固定梁。也就是说，目前，现有的梁结构疲劳试验装置的结构形式普遍仅能完成单一悬臂梁结构的疲劳试验，还无法实现一台设备，完成多种梁结构类型的振动疲劳试验。
[0006]工程实际中，根据梁的约束类型，梁结构可分为悬臂梁、简支梁和两端固定梁等结构形式。例如，风力机叶片视为悬臂梁结构，桥式起重机主梁视为简支梁结构，振动筛承重梁视为两端固定梁结构。由此可见，根据约束方式，梁结构不限于悬臂梁结构形式，还有简支梁、两端固定梁等结构形式。因此，通过一台疲劳装置，同时实现悬臂梁、简支梁和两端固定梁的疲劳试验装置，对于提高设备功能，具有重要实际意义。
技术实现思路
[0007]针对现有技术的不足，本专利技术提供一种输出振动波形失真度小且能同时完成悬臂梁、简支梁、两端固定梁疲劳试验的梁结构振动疲劳装置。
[0008]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种梁结构振动疲劳装置，包括梁试件、梁端夹持座、振动平台、振动电机、隔振弹簧、底座，所述梁试件的一端安装在梁端夹持座上或梁试件的两端安装在梁端夹持座上，梁端夹持座安装在振动平台上，振动电机安装在振动平台上，振动电机的输出轴装有偏心块，所述隔振弹簧支承振动平台，一端连接在底座上，另一端与振动平台连接，所述梁端夹持座有梁端固定夹持座和梁端可转动夹持座。
[0009]进一步地，为了测试一端固定另一端铰支梁的疲劳特性，所述梁试件的一端的顶面和底面设有弧形槽，另一端的顶面和底面为平面，所述梁试件带弧形槽的一端安装在梁端可转动夹持座上，梁试件的另一端安装在梁端固定夹持座上，梁端可转动夹持座和梁端固定夹持座相对安装在振动平台上；所述梁端可转动夹持座包括上夹块、下夹块和支座，下夹块和支座通过螺钉固定连接，上夹块和下夹块通过螺钉固定连接，上夹块的底面和下夹块的顶面中部设有长条形凸起，凸起顶部为弧形头，弧形头形状与梁试件的弧形槽相配，上夹块的长条形凸起压在梁试件顶面的弧形槽内，下夹块的长条形凸起顶在梁试件底面的弧形槽内；所述梁端固定夹持座包括上夹头、下夹头和支撑座，下夹头和支撑座通过螺钉连接，上夹头和下夹头通过螺钉连接，上夹头和下夹头的中部设有长条形凸块，长条形凸块的端面为平面，上夹头的长条形凸块压在梁试件顶端平面上，下夹头的凸块顶在梁试件的底端平面上。
[0010]为了测试两端固定梁的疲劳特性，所述梁试件的一端顶面和底面为平面，另一端顶面和底面也为平面，所述梁试件的两端均安装在梁端固定夹持座上，两个梁端固定夹持
座结构形状相同，相对安装在振动平台上；所述梁端固定夹持座包括上夹头、下夹头和支撑座，下夹头和支撑座通过螺钉连接，上夹头和下夹头通过螺钉连接，上夹头和下夹头的中部设有长条形凸块，长条形凸块的端面为平面，上夹头的长条形凸块压在梁试件顶端平面上，下夹头的凸块顶在梁试件的底端平面上。
[0011]为了测试两端铰支梁的疲劳特性，所述梁试件的一端的顶面和底面设有弧形槽，另一端的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种梁结构振动疲劳装置，其特征在于：包括梁试件、梁端夹持座、振动平台、振动电机、隔振弹簧、底座，所述梁试件的一端安装在梁端夹持座上或梁试件的两端安装在梁端夹持座上，梁端夹持座安装在振动平台上，振动电机安装在振动平台上，振动电机的输出轴装有偏心块，所述隔振弹簧支承振动平台，一端连接在底座上，另一端与振动平台连接，所述梁端夹持座有梁端固定夹持座和梁端可转动夹持座。2.根据权利要求1所述的梁结构振动疲劳装置，其特征在于所述梁试件的一端的顶面和底面设有弧形槽，另一端的顶面和底面为平面，所述梁试件带弧形槽的一端安装在梁端可转动夹持座上，梁试件的另一端安装在梁端固定夹持座上，梁端可转动夹持座和梁端固定夹持座相对安装在振动平台上；所述梁端可转动夹持座包括上夹块、下夹块和支座，下夹块和支座通过螺钉固定连接，上夹块和下夹块通过螺钉固定连接，上夹块的底面和下夹块的顶面中部设有长条形凸起，凸起顶部为弧形头，弧形头形状与梁试件的弧形槽相配，上夹块的长条形凸起压在梁试件顶面的弧形槽内，下夹块的长条形凸起顶在梁试件底面的弧形槽内；所述梁端固定夹持座包括上夹头、下夹头和支撑座，下夹头和支撑座通过螺钉连接，上夹头和下夹头通过螺钉连接，上夹头和下夹头的中部设有长条形凸块，长条形凸块的端面为平面，上夹头的长条形凸块压在梁试件顶端平面上，下夹头的凸块顶在梁试件的底端平面上。3.根据权利要求1所述的梁结构振动疲劳装置，其特征在于所述梁试件的一端顶面和底面为平面，另一端顶面和底面也为平面，所述梁试件的两端均安装在梁端固定夹持座上，两个梁端固定夹持座结构形状相同，相对安装在振动平台上；所述梁端固定夹持座包括上夹头、下夹头和支撑座，下夹头和支撑座通过螺钉连接，上夹头和下夹头通过螺钉连接，上夹头和下夹头的中部设有长条形凸块，长条形凸块的端面为平面，上夹头的长条形凸块压在梁试件顶端平面上，下夹头的凸块顶在梁试件的底端平面上。4.根据权利要求1所述的梁结构振动疲劳装置，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：龙慧，黄长征，吴伟辉，陈名涛，
申请(专利权)人：韶关学院，
类型：发明
国别省市：
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