本发明专利技术公开了一种振动及多向摇摆复合载荷试验装置及试验方法。它是以底板作为支撑，其上布置有下层铰链支撑座、下层推动缸、下层推动缸支撑座、下层摇摆平台、上层铰链支撑座、上层推动缸、上层推动缸支撑座、上层摇摆平台、振动油缸、复合载荷试验台面以及推动缸及振动油缸的相应电控元件。通过上端复合载荷试验台面与试件刚性装配，通过上下两层的推动缸分别带动上下两层摇摆平台，使其在铰链结构约束下分别进行可控摇摆运动，进而对试件施加耦合双向摇摆载荷。同时，通过固定在上层摇摆平台上的振动油缸产生激励，使顶层的复合载荷试验台面产生振动，以实现振动载荷与双向摇摆载荷的耦合加载，用于模拟航海及航空等复杂运动环境下的载荷。
【技术实现步骤摘要】
一种振动及多向摇摆复合载荷试验装置及试验方法
本专利技术涉及一种振动及多向摇摆复合载荷试验装置及试验方法，尤其是能同时对试件施加振动载荷及多向摇摆载荷、实现振动摇摆复合加载的效果、进行振动摇摆复合载荷疲劳模拟试验的试验装置。
技术介绍
目前，已知的振动摇摆试验台构造是由底座、支撑台架、单向摇摆机构（借助旋转电机或直线伸缩缸等方式实现摇摆）、激振器以及相关电控元件连接而成。通过旋转电机或是直线伸缩缸及杆件组成的单向摇摆机构产生摇摆运动载荷，并通过激振器产生的激振信号，以振杆带动试验平台，对试件施加振动及单向摇摆的复合载荷。但是，在航海或是航空的复杂运动环境下，各类设备实际所受的摇摆载荷并不是单向的，多数情况下同时受到横摇及纵摇的影响，仅依靠单向的摇摆机构无法模拟实际的摇摆载荷。因此，一般的振动摇摆试验台无法模拟出接近航海及航空真实工况的载荷，导致各类设备的疲劳模拟试验结果不够准确，并进而导致设备设计及考核存在一定不足，带来可靠性隐患。
技术实现思路
为了克服现有的振动摇摆试验台不能施加多向摇摆载荷的不足，本专利技术提供一种振动及多向摇摆复合载荷试验装置，该振动及多向摇摆复合载荷试验装置不仅能通过振动油缸及振杆施加振动载荷，而且能通过两层推动缸及铰链结构施加多向复合摇摆载荷，达到更接近于航海及航空的复杂运动环境下的设备真实受力效果。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种振动及多向摇摆复合载荷试验装置，包括底板、下层铰链支撑座、一对下层推动缸、一对下层推动缸支撑座、下层摇摆平台、上层铰链支撑座、上层推动缸、上层推动缸支撑座、上层摇摆平台、振动油缸、复合载荷试验台面；底板为长方形平板，下层铰链支撑座固定装配于底板上，一对下层推动缸支撑座对称装配于底板上，下层摇摆平台通过铰链结构与下层铰链支撑座连接，下层推动缸通过铰链结构与下层推动缸支撑座及下层摇摆平台连接；上层铰链支撑座及上层推动缸支撑座固定装配于下层摇摆平台上，上层摇摆平台通过铰链结构与上层铰链支撑座连接，上层推动缸的两侧分别通过铰链结构与上层推动缸支撑座及上层摇摆平台连接；上层摇摆平台中心设有振动油缸的安装槽位，振动油缸的主体固定装配于上层摇摆平台上，振动油缸的推动杆上装配有复合载荷试验台面；通过下层推动缸推动下层摇摆平台在下层铰链支撑座约束下进行X轴方向的摇摆运动，并通过上层推动缸推动上层摇摆平台在上层铰链支撑座约束下进行Y轴方向的摇摆运动，同时振动油缸对复合载荷试验台面施加Z轴方向振动载荷，从而实现振动及多向摇摆复合载荷的加载；所述的底板及下层摇摆平台上设置有网格状分布的T型槽，用于各自上方相关部件装配位置的调整，以提供下层推动缸及上层推动缸的运动空间；所述的复合载荷试验台面上设置有网格状分布的T型槽，用于固定不同尺寸的试件；所述的下层推动缸、上层推动缸及振动油缸的装配参数、工作行程、加载工况可根据试件所需的复合载荷工况进行调整。所述的复合载荷试验台面留有装配空间，用于安装环境箱体及相关附件，进行温度、湿度、盐雾环境变量与机械载荷耦合作用的试验。一种所述的振动及多向摇摆复合载荷试验装置的试验方法，根据试验中需要的多向摇摆载荷的角度范围，预先计算下层推动缸及上层推动缸所需的运动空间，并以此确定下层铰链支撑座、下层推动缸支撑座在底板上的装配位置以及上层铰链支撑座、上层推动缸支撑座在下层摇摆平台上的装配位置；依次安装好试验装置的各部件，并根据试件的尺寸及形态，选择合适的位置及安装方式，将试件刚性连接于复合载荷试验台面上；根据试验中需要的摇摆及振动载荷的形式与大小，对载荷具体形式进行设置，使下层推动缸、上层推动缸及振动油缸按照所需方式进行运动，进而将摇摆及振动的复合载荷传递到最上层的复合载荷试验台面上，使与之刚性连接的试件受到振动及多向摇摆的复合载荷；将转角、位移、加速度传感器布置于装置的各运动部件上，以获得各运动部件的实际运动情况，实现振动及多向摇摆复合载荷的闭环控制。本专利技术的有益效果是，不仅可以同时施加振动及摇摆的载荷，且两层摇摆机构可提供不同方向的摇摆运动载荷，施加的载荷为振动及多向摇摆的复合载荷，这与航海及航空运动环境中设备的实际受力情况较为一致，能够达到模拟航海及航空设备真实受力情况的效果，使得疲劳模拟试验的结果更加准确，对航海及航空设备的可靠性设计及校核提供较大帮助。附图说明图1是本专利技术的一个结构示意图。图2是振动及多向摇摆复合载荷试验装置中下层推动缸带动的下层摇摆平台的结构示意图。图3是振动及多向摇摆复合载荷试验装置中上层推动缸带动的上层摇摆平台及振动油缸带动的复合载荷试验台面的结构示意图。图中，底板1、下层铰链支撑座2、下层推动缸3、下层推动缸支撑座4、下层摇摆平台5、上层铰链支撑座6、上层推动缸7、上层推动缸支撑座8、上层摇摆平台9、振动油缸10、复合载荷试验台面11。具体实施方式以下结合附图和实施例对本专利技术做进一步阐述。如图1-3所示，本专利技术中的试验台包括底板1、下层铰链支撑座2、一对下层推动缸3、一对下层推动缸支撑座4、下层摇摆平台5、上层铰链支撑座6、上层推动缸7、上层推动缸支撑座8、上层摇摆平台9、振动油缸10、复合载荷试验台面11；底板1为长方形平板，下层铰链支撑座2固定装配于底板1上，一对下层推动缸支撑座4对称装配于底板1上，下层摇摆平台5通过铰链结构与下层铰链支撑座2连接，下层推动缸3通过铰链结构与下层推动缸支撑座4及下层摇摆平台5连接；上层铰链支撑座6及上层推动缸支撑座8固定装配于下层摇摆平台5上，上层摇摆平台9通过铰链结构与上层铰链支撑座6连接，上层推动缸7的两侧通过铰链结构与上层推动缸支撑座8及上层摇摆平台9连接；上层摇摆平台9中心设有振动油缸10的安装槽位，振动油缸10的主体固定装配于上层摇摆平台9上，振动油缸10的推动杆上装配有复合载荷试验台面11；通过下层推动缸3推动下层摇摆平台5在下层铰链支撑座2约束下进行X轴方向的摇摆运动，并通过上层推动缸7推动上层摇摆平台9在上层铰链支撑座6约束下进行Y轴方向的摇摆运动，同时振动油缸10对复合载荷试验台面11施加Z轴方向振动载荷，从而实现振动及多向摇摆复合载荷的加载。图1中未示出具体的X、Y、Z轴，但是对于本领域技术人员来说可以理解为X垂直Y构成一个平面（下层摇摆平台5或者上层摇摆平台9构成的平面），Z垂直于这个平面。所述的底板1及下层摇摆平台5上设置有网格状分布的T型槽，用于各自上方相关部件装配位置的调整，以提供下层推动缸3及上层推动缸7的运动空间；所述的复合载荷试验台面11上设置有网格状分布的T型槽，用于固定不同尺寸的试件；试验台的下层推动缸3、上层推动缸7及振动油缸10的装配参数、工作行程、加载工况可根据试件所需的复合载荷工况进行调整。以某船用设备的振动及多向摇摆复合载荷试验过程为例，说明该振动及多向摇摆复合载荷试验装置对应的试验方法，其步骤如下：试验开始前，根据试验中需要的多向摇摆载荷的角度范围，预先计算下层推动缸3及上层推动缸7所需的运动空间，并以此确定下层铰链本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种振动及多向摇摆复合载荷试验装置，其特征是：包括底板（1）、下层铰链支撑座（2）、一对下层推动缸（3）、一对下层推动缸支撑座（4）、下层摇摆平台（5）、上层铰链支撑座（6）、上层推动缸（7）、上层推动缸支撑座（8）、上层摇摆平台（9）、振动油缸（10）、复合载荷试验台面（11）；底板（1）为长方形平板，下层铰链支撑座（2）固定装配于底板（1）上，一对下层推动缸支撑座（4）对称装配于底板（1）上，下层摇摆平台（5）通过铰链结构与下层铰链支撑座（2）连接，下层推动缸（3）通过铰链结构与下层推动缸支撑座（4）及下层摇摆平台（5）连接；上层铰链支撑座（6）及上层推动缸支撑座（8）固定装配于下层摇摆平台（5）上，上层摇摆平台（9）通过铰链结构与上层铰链支撑座（6）连接，上层推动缸（7）的两侧分别通过铰链结构与上层推动缸支撑座（8）及上层摇摆平台（9）连接；上层摇摆平台（9）中心设有振动油缸（10）的安装槽位，振动油缸（10）的主体固定装配于上层摇摆平台（9）上，振动油缸（10）的推动杆上装配有复合载荷试验台面（11）；通过下层推动缸（3）推动下层摇摆平台（5）在下层铰链支撑座（2）约束下进行X轴方向的摇摆运动，并通过上层推动缸（7）推动上层摇摆平台（9）在上层铰链支撑座（6）约束下进行Y轴方向的摇摆运动，同时振动油缸（10）对复合载荷试验台面（11）施加Z轴方向振动载荷，从而实现振动及多向摇摆复合载荷的加载；所述的底板（1）及下层摇摆平台（5）上设置有网格状分布的T型槽，用于各自上方相关部件装配位置的调整，以提供下层推动缸（3）及上层推动缸（7）的运动空间；所述的复合载荷试验台面（11）上设置有网格状分布的T型槽，用于固定不同尺寸的试件；所述的下层推动缸（3）、上层推动缸（7）及振动油缸（10）的装配参数、工作行程、加载工况可根据试件所需的复合载荷工况进行调整。/n...
【技术特征摘要】
1.一种振动及多向摇摆复合载荷试验装置，其特征是：包括底板（1）、下层铰链支撑座（2）、一对下层推动缸（3）、一对下层推动缸支撑座（4）、下层摇摆平台（5）、上层铰链支撑座（6）、上层推动缸（7）、上层推动缸支撑座（8）、上层摇摆平台（9）、振动油缸（10）、复合载荷试验台面（11）；底板（1）为长方形平板，下层铰链支撑座（2）固定装配于底板（1）上，一对下层推动缸支撑座（4）对称装配于底板（1）上，下层摇摆平台（5）通过铰链结构与下层铰链支撑座（2）连接，下层推动缸（3）通过铰链结构与下层推动缸支撑座（4）及下层摇摆平台（5）连接；上层铰链支撑座（6）及上层推动缸支撑座（8）固定装配于下层摇摆平台（5）上，上层摇摆平台（9）通过铰链结构与上层铰链支撑座（6）连接，上层推动缸（7）的两侧分别通过铰链结构与上层推动缸支撑座（8）及上层摇摆平台（9）连接；上层摇摆平台（9）中心设有振动油缸（10）的安装槽位，振动油缸（10）的主体固定装配于上层摇摆平台（9）上，振动油缸（10）的推动杆上装配有复合载荷试验台面（11）；通过下层推动缸（3）推动下层摇摆平台（5）在下层铰链支撑座（2）约束下进行X轴方向的摇摆运动，并通过上层推动缸（7）推动上层摇摆平台（9）在上层铰链支撑座（6）约束下进行Y轴方向的摇摆运动，同时振动油缸（10）对复合载荷试验台面（11）施加Z轴方向振动载荷，从而实现振动及多向摇摆复合载荷的加载；所述的底板（1）及下层摇摆平台（5）上设置有网格状分布的T型槽，用于各自上方相关部件装配位置的调整，以提供下层...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘震涛，颜睿东，张威，袁野，刁子宇，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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