本发明专利技术涉及一种基于形位等效反推控制的热振动试验装置和试验方法，属于热环境试验测试技术领域，解决了现有的试验技术无法满足高温热环境下的振动试验的问题。本发明专利技术的基于形位等效反推控制的热振动试验装置，包括振动台、热源、工装、温度传感器和加速度传感器；所述振动台包括底座、振动台本体和振动台台面，所述振动台用于对试验件加载振动，所述工装安装在振动台台面上，用于夹持试验件，所述热源用于加热试验件。本发明专利技术通过利用可以固定加速度传感器的振动台台面，以及利用与试验件处于同一加热温区下的金属工装固定温度传感器，从而实现热、振动联合试验，满足了高温环境和振动条件同时施加的试验要求。动条件同时施加的试验要求。动条件同时施加的试验要求。
【技术实现步骤摘要】
一种基于形位等效反推控制的热振动试验装置及试验方法
[0001]本专利技术涉及热环境试验测试
，尤其涉及一种基于形位等效反推控制的热振动试验装置及试验方法。
技术介绍
[0002]超声速飞行器在长时间超声速飞行时，由于空气的粘性摩擦，受到严酷的气动加热效应，使得飞行器结构表面温度上升，极高的温度及温度梯度会改变飞行器结构热物理参数和力学性能，从而导致飞行器结构的力学特性发生变化，导致结构弯曲、扭转刚度下降，对飞行器的强度、稳定性、控制产生严重影响，极大影响了飞行器结构的可靠性。
[0003]热振动试验主要模拟飞行器飞行过程中的气动加热和振动复合环境，用以研究/考核飞行器热结构的动强度/刚度特性和安装位置上热、振动响应特性。通过在地面试验热振动中，可以模拟飞行过程中的热振动复合环境，验证飞行器结构的耐久性和完整性。
[0004]由于1200℃高温热环境的影响，对试验件表面热、振动控制点传感器的安装提出了挑战，尤其是非金属结构，表面粘接传感器的胶受热后特性发生变化，极易从试验件上脱落，中断试验。另一方面，由于加速度传感器的耐热性较差，无法在高温条件下工作，因此，无法同时进行热试验和振动试验。
技术实现思路
[0005]鉴于上述的分析，本专利技术实施例旨在提供一种基于形位等效反推控制的热振动试验装置及试验方法，用以解决现有的试验技术无法满足高温热环境下的振动试验的问题。
[0006]本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：
[0007]一种基于形位等效反推控制的热振动试验装置，包括振动台、热源、工装、温度传感器和加速度传感器。
[0008]所述振动台包括底座、振动台本体和振动台台面，所述振动台用于对试验件加载振动，所述工装安装在振动台台面上，用于夹持试验件，所述热源用于加热试验件。
[0009]进一步地，所述工装使用耐高温金属材料。
[0010]进一步地，所述热源为石英灯加热器。
[0011]进一步地，所述热源与试验件表面距离为50
‑
100mm。
[0012]进一步地，所述加速度传感器包括第一加速度传感器和第二加速度传感器，所述第一加速度传感器安装在试验件上，所述第二加速度传感器安装在振动台台面上。
[0013]进一步地，所述温度传感器包括第一温度传感器和第二温度传感器，所述第一温度传感器安装在试验件上，所述第二温度传感器固定在工装上。
[0014]一种基于形位等效反推控制的热振动试验方法，使用上述技术方案所述的基于形位等效反推控制的热振动试验装置；
[0015]所述试验方法包括以下步骤：
[0016]步骤1：在常温状态下进行振动调试，得到振动台台面的控制谱；
[0017]步骤2：在加温状态下进行温度调试，得到工装上响应的第二温度
‑
时间曲线；
[0018]步骤3：以调试后得到的振动台台面的控制谱和工装上响应的第二温度
‑
时间曲线为控制输入，开展正式热振试验。
[0019]进一步地，所述步骤1包括：
[0020]步骤1.1：常温状态下，在试验件上粘贴第一加速度传感器，在振动台台面上粘贴第二加速度传感器；
[0021]步骤1.2：以试验件上的第一加速度传感器为振动控制点，振动台台面上的第二加速度传感器为振动测量点，对试验件施加振动，记录振动台台面上振动测量点的频谱曲线；
[0022]步骤1.3：将振动控制点和振动测量点互换，以第二加速度传感器输出得到的第二频谱曲线作为控制谱，再次调试试验获得新的振动台台面控制谱。
[0023]进一步地，所述步骤2包括：
[0024]步骤2.1：在试验件上粘贴第一温度传感器，在工装上固定第二温度传感器：
[0025]步骤2.2：以试验件上的第一温度传感器作为温度控制点，工装上的第二温度传感器为温度测量点，记录工装上第二温度传感器响应的第二温度
‑
时间曲线：
[0026]步骤2.3：将温度控制点和温度测量点互换，将第二温度传感器记录的第二温度
‑
时间曲线作为控制输入，再次调试试验获得新的工装上响应的第二温度
‑
时间曲线。
[0027]进一步地，步骤3中，对试验件加载振动激励和温度载荷，考察试验件在试验中是否发生破坏。
[0028]进一步地，所述石英灯加热器的覆盖面积比试验件和工装的面积大20％
‑
30％。
[0029]进一步地，步骤2.1中，工装安装第二温度传感器的位置与试验件处于同一加热温区内。
[0030]与现有技术相比，本专利技术至少可实现如下有益效果之一：
[0031](1)本专利技术通过利用可以固定传感器的媒介，间接实现热振动联合试验的闭环控制，满足了高温热环境和振动条件同时施加的试验要求。
[0032](2)本专利技术通过利用形位等效关系，实现高温情况下的振动试验。
[0033](3)本专利技术通过加速度传感器和温度传感器实现形位等效关系，调试简单，试验准备周期短，成本低。
[0034]本专利技术中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
附图说明
[0035]附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本专利技术的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
[0036]图1为本专利技术实施例的基于形位等效反推控制的热振动试验装置示意图；
[0037]图2为本专利技术实施例的温度传感器布置示意图。
[0038]附图标记：
[0039]201
‑
试验件，202
‑
振动台台面，203
‑
第一加速度传感器，204
‑
第二加速度传感器，
205
‑
工装，206
‑
第一温度传感器，207
‑
第二温度传感器。
具体实施方式
[0040]下面结合附图来具体描述本专利技术的优选实施例，其中，附图构成本专利技术一部分，并与本专利技术的实施例一起用于阐释本专利技术的原理，并非用于限定本专利技术的范围。
[0041]在本专利技术实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0042]实施例1
[0043]超声速飞行器在飞行时，同时受到高温(如，1200℃)及振动的影响，为了考察飞行器结构的稳定性，需要在地面试验中考察飞行器能否本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于形位等效反推控制的热振动试验装置，其特征在于，包括振动台、热源、工装(205)、温度传感器和加速度传感器。2.根据权利要求1所述的基于形位等效反推控制的热振动试验装置，其特征在于，所述振动台包括底座、振动台本体和振动台台面(202)，所述振动台用于对试验件(201)加载振动，所述工装(205)安装在振动台台面(202)上，用于夹持试验件(201)，所述热源用于加热试验件(201)。3.根据权利要求2所述的基于形位等效反推控制的热振动试验装置，其特征在于，所述工装(205)使用耐高温金属材料。4.根据权利要求3所述的基于形位等效反推控制的热振动试验装置，其特征在于，所述热源与试验件表面距离为50
‑
100mm。5.根据权利要求1所述的基于形位等效反推控制的热振动试验装置，其特征在于，所述温度传感器包括第一温度传感器(206)和第二温度传感器(207)。6.根据权利要求5所述的基于形位等效反推控制的热振动试验装置，其特征在于，所述第一温度传感器(206)安装在试验件(201)上，所述第二温度传感器(207)固定在工装(205)上。7.一种基于形位等效反推控制的热振动试验方法，其特征在于，使用权利要求1
‑
6所述的基于形位等效反推控制的热振动试验装置；所述试验方法包括以下步骤：步骤1：在常...
【专利技术属性】
技术研发人员：王圣刚，王晓飞，麻连净，刘鹏，赵勇博，杨群，
申请(专利权)人：北京机电工程研究所，
类型：发明
国别省市：
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