振动夹具一阶共振频率的试验数据识别.pdfVIP

航 天 器 环 境 工 程 第 26 卷增刊 62 SPACECRAFT ENVIRONMENT ENGINEERING 2009 年 12 月 振动夹具一阶共振频率的试验数据识别 张志旭，朱学旺 （中国工程物理研究院总体工程研究所，绵阳 621900 ） 摘要：振动夹具的一阶共振频率是衡量振动夹具设计质量的一个重要参数，其高低直接关系到试验的成功 与否。文章在设计出某部件的振动试验夹具后，对夹具进行了随机振动加载试验，并依据有关试验数据识别出 了夹具的一阶共振频率，结果表明振动夹具满足设计要求。 关键词：振动夹具；共振频率；参数识别 中图分类号：V416.2 文献标识码：A 1 引言 用了包带与试件连接。由于该部件长度接近振动台 台面最大安装尺寸，同时为了便于安装操作，振动 振动夹具的设计原则是在满足试件安装的前 夹具采用了锥座结构来放大振动台的安装面。为了 提下，使夹具尽可能质量小、刚度大、在试验频段 增加夹具的刚度，在底盘和转接板之间除了有热轧 不出现或少出现共振。振动夹具一阶共振频率是衡 无缝钢管连接外，还均匀布置了 8 块筋板，各零件 量其设计质量的一个重要参数，它的高低直接关系 之间采用手工电弧焊焊接而成。 到试验的成功与否。为了让振动夹具把振动台的激 本振动夹具采用刚性夹具设计，即在有限的夹 励不失真地传递给试件，理论上振动夹具在试验频 [1] 具质量范围内尽量提高振动夹具的刚度和一阶共 带范围内应无谐振峰 ；文献[2]则要求振动夹具的 振频率。根据试验条件和设备能力，常用下式来估 一阶共振频率大于试件的一阶共振频率 3～4 倍。 算出振动夹具的质量，即： 对于一些大型的、复杂的振动夹具，很难达到上述 要求，常常用美国圣地亚实验室振动夹具设计准则 (M f +M t +M a )A ≤F ， (1) 来规范设计行为，该准则对振动夹具在试验频带内 式中：M f 、M t 、M a 分别为振动夹具、试件、 [3] 的共振峰的个数提出了详细的要求 。 台面与动圈的质量；A 为试验加速度幅值（正弦） 对于一些大型的、结构复杂的振动夹具，在设 或均方根加速度（随机）；F 为振动台的峰值推力 计过程中，常采用有限元法通过数字仿真计算来得 （正弦）或均方根推力（随机）。应当指出，上式的 出振动夹具的一阶共振频率。但用有限元法建模 估算是建立在振动夹具不发生共振基础上的，实际 时，其计算周期较长，且受到建模精度、单元数的 情况应留有一定的推力裕度。根据式(1)可以得出本 多少等限制，计算结果相比实际情况往往存在一定 次试验振动夹具质量应小于 120 kg ，振动夹具一阶 的误差。模态试验法也是一种常用的识别振动夹具 共振频率应高于该部件的一阶共振频率，数字仿真 一阶共振频率的方法，但其加载点和