一种平壁型超高温宽频振动模拟系统技术方案

本发明专利技术提供一种平壁型超高温宽频振动模拟系统，包括振动分系统与平壁型内热源模拟分系统；振动分系统包括振动台体（11）、水平滑台（12）、功率放大器、冷却单元、隔热垫及控制器；平壁型内热源模拟分系统包括振动联接器（21）、高温加热器（22）、固定灯架（23）及水冷平台（24）；振动联接器（21）包括第一安装盘（211）、环形侧壁（212）、第二安装盘（213）及加强筋（214），高温加热器（22）包括耐高温固定盘（221）、灯管夹具（222）及加热灯管（223），固定灯架（23）包括支撑杆（231）与支撑桁架（232）。该系统能实现振动与高温的有效耦合，从而真实模拟设备运行或贮存过程中的工况，测试结果准确、真实性高。真实性高。真实性高。

【技术实现步骤摘要】
一种平壁型超高温宽频振动模拟系统


[0001]本专利技术涉及环境模拟试验
，具体涉及一种平壁型超高温宽频振动模拟系统。

技术介绍

[0002]综合环境模拟测试是集振动控制、高温控制、高压控制和/或湿度、耐盐雾度等于一体的环境模拟试验，可以用于航空航天、高原公路运输、电子产品等可靠性验证领域的模拟测试方法。近年来，随着科技的发展，对于航空航天、高原公路运输、电子产品等设备的要求也越来越高，进而对于环境老化模拟实验的要求也逐步升高。
[0003]目前的环境试验模拟系统研究因素单一、模拟的环境因素不够全面，无法完全模拟装备在实际使用环境中的复杂工况。比如，目前的装备动力舱在实际使用时既受到振动、又处于800℃以上（由于大气环境温度与装备动力舱工作时内部产生的温度拟合而成）的内热环境中，然而，现有的温
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湿
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振综合模拟试验设备在振动过程中、其模拟的温度最高只能达到300℃（主要是现有环境综合模拟试验设备在振动过程中，易出现热量外溢，若加热到高温会导致外部设备受影响，同时加热到高温需要加热器升温到比需求温度高得多、造成能源浪费），且其模拟的环境温度仅为大气温度、而非实际工况中内部热环境温度；可见，现有的环境模拟设备在振动过程中模拟的温度与装备实际使用过程中差异较大，无法准确、有效的进行设备性能评估，从而无法为后续研发、设计、使用提供有效技术支撑。

技术实现思路

[0004]针对以上现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种平壁型超高温宽频振动模拟系统，该系统能同时耦合振动与内热高温，避免环境模拟的振动过程中热量散失，从而实现快速升温到指定温度，保证升温过程的有效性、避免高温影响周围环境，进而实现装备动力舱实际使用过程中的真实环境模拟，为后续研发、设计以及改进提供有效技术支撑。
[0005]本专利技术的目的通过以下技术方案实现：一种平壁型超高温宽频振动模拟系统，其特征在于：包括振动分系统与平壁型内热源模拟分系统；所述振动分系统用于模拟设备工况下的振动环境因素，包括振动台体、水平滑台、功率放大器、冷却单元、隔热垫以及控制器；所述平壁型内热源模拟分系统包括振动联接器、高温加热器、固定灯架以及水冷平台；所述振动联接器为一体成型结构，包括第一安装盘、环形侧壁、第二安装盘以及加强筋，所述第一安装盘与第二安装盘中部均开设一通孔且第一安装盘底面与第二安装盘顶面之间通过环形侧壁固定连接，第一安装盘、环形侧壁与第二安装盘中轴线共线，所述环形侧壁外圈且绕其中轴线均匀设置多个加强筋且所述加强筋分别与第一安装盘、第二安装盘固定连接；所述高温加热器设置在第一安装盘、第二安装盘与环形侧壁形成的空腔内，包括耐高温固定盘、灯管夹具以及加热灯管，所述耐高温固定盘上端面两端分别固定设置一灯管夹具，所述耐高温固定盘上端面中部且位于两个灯管夹具之间均匀设置多个加热灯管且加
热灯管之间相互平行，所述加热灯管两端分别被两端的灯管夹具固定，加热灯管一端贯穿耐高温固定盘且位于耐高温固定盘下侧的空腔内；所述环形侧壁位于耐高温固定盘下侧且绕其中轴线对称开设多个方形通孔，所述方形通孔与加强筋异位，所述固定灯架包括支撑杆与支撑桁架，所述支撑杆与方形通孔对应，所述支撑杆两端分别贯穿两个相互对称的方形通孔且与支撑桁架固定连接，所述支撑杆位于空腔的部分与耐高温固定盘下端面固定连接；所述水冷平台上端面与所述第二安装盘下端面固定连接且水冷平台内均匀设置若干冷却导管，水冷平台下端面与振动台固定连接；所述环形侧壁内壁均匀设置第一隔热层且环形侧壁外壁均匀包裹第二隔热层，所述第一安装盘上端以及加强筋外壁均匀设置第三隔热层，所述支撑杆与方形通孔之间包裹柔性隔热护套，所述水冷平台与支撑杆之间的空腔内设置底层隔热板，所述底层隔热板与第一安装盘平行且底层隔热板四周与第一隔热层内壁固定连接。
[0006]作进一步优化，所述振动台体包括支座、磁路组件、运动部件、隔振部件、支承导向系统、护罩以及振动台面；所述磁路组件设置在支座中间的下部；所述运动部件包括驱动线圈与动圈骨架，所述动圈骨架设置在磁路组件中部的上侧，所述驱动线圈缠绕在动圈骨架上；所述隔震装置采用空气弹簧，用于对振动台体整体进行隔振；所述支承导向系统包括第一导向装置与第二导向装置，所述第一导向装置设置在磁路组件上侧且位于动圈骨架外圈、包括滚轮与“U”形弹簧，用于保证振动台面波形好、失真度小、横向振动小；所述第二导向装置为静压轴承，位于动圈骨架下侧的磁路组件中部；所述护罩包括上护罩与下护罩，所述上护罩设置在动圈骨架外圈且位于磁路组件上侧，所述下护罩设置在磁路组件下侧；所述振动台面位于动圈骨架上侧。
[0007]作进一步优化，所述磁路组件包括下极板、磁缸圈、上极板、中心磁极、下励磁线圈以及上励磁线圈，所述磁缸圈位于下极板与上极板之间，所述中心磁极位于磁缸圈内且中心磁极中轴线、下极板中轴线、上极板中轴线与磁缸圈中轴线共线；所述磁缸圈中部内侧（即靠近中心磁极的一侧）凸出且凸出部下侧设置下励磁线圈、上部设置上励磁线圈，所述下励磁线圈与上励磁线圈叠片绕组采用双圈叠绕结构；通过双磁路结构，不仅提供更稳定的环形磁场、有效降低台面的漏磁场强度，同时克服了单线线轴式绕组励磁线圈内外层绕组冷却不均匀的缺点、保证励磁线圈绕组冷却的均匀性，进一步提高冷却效果、避免振动台高温。
[0008]优选的，所述空气弹簧采用4组8个进行隔振。
[0009]作进一步优化，所述水平滑台采用“T”型静压活动系统，用于承接振动台体，包括墙板组件、连接头、水平台面、“T”型静压导轨与油源以及滑台基座。
[0010]作进一步优化，所述功率放大器采用正弦脉冲宽度调制的数字式功率放大器，其将控制仪输入的低电压信号通过数字电路进行放大并还原成原信号，然后将其输出至振动台体的动圈线路，推动振动台面运动。
[0011]作进一步优化，所述第一安装盘上端面设置待测试工件且待测试工件中轴线与第一安装盘中轴线共线；所述第二安装盘的通孔直径大于所述第一安装盘的通孔直径。
[0012]作进一步优化，所述耐高温固定盘由上至下依次为第一陶瓷层、灯架隔热层、第二陶瓷层，所述第一陶瓷层、灯架隔热层、第二陶瓷层的中轴线与环形侧壁中轴线共线且第一陶瓷层、第二陶瓷层的直径小于环形侧壁内侧直径，所述灯架隔热层外壁与环形侧壁内壁柔性连接。采用第一陶瓷层与第二陶瓷层的设置，一是对第一陶瓷层上侧设置的加热灯管辐射的红外射线进行反射，从而使得热量有效聚集在耐高温固定盘（即第一陶瓷层）上侧、实现对待测试工件的迅速升温，同时有效降低耐高温固定盘（即第二陶瓷层）下侧的温度，避免非加热区受到高温影响；二是陶瓷层板能够防止变形，从而避免高温加热过程中耐高温固定盘受热变形而造成的测试结果不准确、甚至出现安全事故。采用灯架隔热层，一是与第一陶瓷层、陶瓷底面层配合，进一步将加热灯管产生的热量聚集在耐高温固定盘（即第一陶瓷层）上侧，以实现上侧加热区快速升温、避免下侧非加热区受到高温影响，二是通过灯架隔热层与环形侧壁的柔性连接，避免振动联接器的振动影响高温加热器（具体为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种平壁型超高温宽频振动模拟系统，其特征在于：包括振动分系统与平壁型内热源模拟分系统；所述振动分系统包括振动台体（11）、水平滑台（12）、功率放大器、冷却单元、隔热垫以及控制器；所述平壁型内热源模拟分系统包括振动联接器（21）、高温加热器（22）、固定灯架（23）以及水冷平台（24）；所述振动联接器（21）为一体成型结构，包括第一安装盘（211）、环形侧壁（212）、第二安装盘（213）以及加强筋（214），所述第一安装盘（211）与第二安装盘（213）中部均开设一通孔且第一安装盘（211）底面与第二安装盘（213）顶面之间通过环形侧壁（212）固定连接，第一安装盘（211）、环形侧壁（212）与第二安装盘（213）中轴线共线，所述环形侧壁（212）外圈且绕其中轴线均匀设置多个加强筋（214）且所述加强筋（214）分别与第一安装盘（211）、第二安装盘（213）固定连接；所述高温加热器（22）设置在第一安装盘（211）、第二安装盘（213）与环形侧壁（212）形成的空腔内，包括耐高温固定盘（221）、灯管夹具（222）以及加热灯管（223），所述耐高温固定盘（221）上端面两端分别固定设置一灯管夹具（222），所述耐高温固定盘（221）上端面中部且位于两个灯管夹具（222）之间均匀设置多个加热灯管（223）且加热灯管（223）之间相互平行，所述加热灯管（223）两端分别被两端的灯管夹具（222）固定，加热灯管（223）一端贯穿耐高温固定盘（221）且位于耐高温固定盘（221）下侧的空腔内；所述环形侧壁（212）位于耐高温固定盘（221）下侧且绕其中轴线对称开设多个方形通孔（2121），所述方形通孔（2121）与加强筋（214）异位，所述固定灯架（23）包括支撑杆（231）与支撑桁架（232），所述支撑杆（231）与方形通孔（2121）对应，所述支撑杆（231）两端分别贯穿两个相互对称的方形通孔（2121）且与支撑桁架（232）固定连接，所述支撑杆（231）位于空腔的部分与耐高温固定盘（221）下端面固定连接；所述水冷平台（24）上端面与所述第二安装盘（213）下端面固定连接且水冷平台（24）内均匀设置若干冷却导管（241），水冷平台（24）下端面与振动台固定连接；所述环形侧壁（212）内壁均匀设置第一隔热层（2101）且环形侧壁（212）外壁均匀包裹第二隔热层（2102），所述第一安装盘（211）上端以及加强筋（214）外壁均匀设置第三隔热层（2103），所述支撑杆（231）与方形通孔（2121）之间包裹柔性隔热护套（2310），所述水冷平台（24）与支撑杆（231）之间的空腔内设置底层隔热板（2122），所述底层隔热板（2122）与第一安装盘（211）平行且底层隔热板（2122）四周与第一隔热层（2101）内壁固定连接。2.根据权利要求1所述的一种平壁型超高温宽频振动模拟系统，其特征在于：所述振动台体（11）包括支座（111）、磁路组件（112）、运动部件（113）、隔振部件（114）、支承导向系统、护罩以及振动台面；所述磁路组件（112）设置在支座（111）中间的下部；所述运动部件（113）包括驱动线圈与动圈骨架（1130），所述动圈骨架（1130）设置在磁路组件（112）中部的上侧，所述驱动线圈缠绕在动圈骨架（1130）上；所述隔震装置（114）采用空气弹簧；所述支承导向系统包括第一导向装置（1151）与第二导向装置（1152），所述第一导向装置（1151）设置在磁路组件（112）上侧且位于动圈骨架（1130）外圈、包括滚轮（11511）与“U”形弹簧（11512）；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李忠盛，吴护林，周富，黄安畏，易同斌，吴道勋，周峰，罗明波，吴永鹏，王晓辉，韦禹，刘俊，
申请(专利权)人：中国兵器装备集团西南技术工程研究所，
类型：发明
国别省市：