[发明专利]一种支承刚度可调节的液压管路振动试验装置

说明书

技术领域

本发明属于液压管路结构强度与振动控制技术领域，涉及一种支承刚度可调节的液压管路振动试验装置。 

背景技术

液压管路在机械、航天航空、石油化工等领域有着广泛的应用。液压管路因振动引起的管路破坏，造成严重后果。 

液压管路支承结构的支承位置、支承刚度以及多段液压管路连接特性等对液压管路动力学特性与振动有着重要影响，特别是支承刚度。支承刚度越大，振动传递率越大，液压管路的振动应力也越大；支承刚度越小，虽传递振动率小，但引起的液压管路振动幅值增大。以往液压管路的支承刚度在理论研究中都是采用简化模型(如两端简支，悬臂，两端固支等)，而液压管路在实际工作中的支承刚度并不都是简化模型，其支承刚度因支承结构的安装位置、安装力等的改变而改变，与理论设计存在较大差异。很多情况下要考虑支承刚度为弹性且刚度可调的情况。 

常用的液压管路振动试验装置是通过管夹固定或者管夹内部增加橡胶垫圈的方式调整液压管路的支承刚度，液压管路支承刚度通常不可调整或者不可连续可调且调整复杂。多段管路连接时，模拟液压管路的边界刚度较难。因此，支承刚度的可调节力对于研究液压管路在的振动特性、优化管路形式以及支承结构参数具有重要意义。 

另外，液压管路一般具有不同的长度，以不同的空间弯曲角度方式布置。在工作过程中，液压管路系统还可能受到振动基础环境影响。 

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种支承刚度可调节的液压管路振动试验装置。主要包括三个部分：可调刚度支座、底台、电磁振动台。可调刚度支座能够模拟具有不同结构形式的支承刚度，对于多段管路连接的情况，可以模拟相应的等效刚度(称为边界刚度)。底台能够满足模拟管路安装长度和角度变化的需要，电磁振动台能够用于模拟液压管路的振动基础环境。 

本发明的技术方案如下： 

一种支承刚度可调节的液压管路振动试验装置，该液压管路测试装置包括可调刚度支座、底台和电磁振动台三部分； 

所述的可调刚度支座利用梁结构的弯曲变形、通过调整支座位置实现管路支承刚度的可调节。可调刚度支座包括固支底板、固支底座、旋转底座、钢条座、可调管座、弹性支承钢条、对开式套、锁紧螺母、连接螺栓和T型螺母。其中，固支底板用于将可调刚度支座固定于底台上，底台固定到振动台上，通过电磁振动台模拟液压管路的振动环境。固支底板上设有长条孔，使可调刚度支座可水平移动。固支底座上设有环形T型槽及圆孔，圆孔用于T型螺母安装，T型螺母在T型槽内可绕轴心360度旋转，从而实现不同角度被测液压管路的固定，满足复杂形状液压管路的测试需要。可调管座为上下对开式结构，其轴向断面设有弹性支承钢条穿过的孔，同时由锁紧螺母将弹性支承钢条与钢条座固定连接，通过压紧对开式套实现被测液压管路的固定，并通过连接螺栓将上下可调管座锁紧，施加不同螺栓预紧力，实现压紧开式套对管路不同压紧力的调试。弹性支承钢条穿过钢条座与可调管座，并通过锁紧螺母将其两端分别与钢条座与可调管座固定，实现之间弹性连接；同时通过调整可调管座与钢条座水平距离大小，实现支承刚度可调整、位置可调整，模拟液压管路边界刚度。设置不同内孔直径的对开式套，实现对不同直径被测液压管路的固定。 

所述的底台设有多条T型安装槽，用于可调刚度支座的固定和位置调整，改变可调刚度支座的位置及角度，可实现不同长度和角度复杂结构液压管路的安装与测试。 

所述的电磁振动台，用于提供液压管路的定频激励、扫频激励、随机振动和冲击振动等振动基础环境，实现液压管路振动基础环境下的应力、疲劳与可靠性等试验。 

本发明的可调节支承刚度的计算方法步骤如下： 

第一步，支承刚度校准 

(1)在液压管路支承刚度可调节装置末端施加质量为m的砝码。 

(2)将千分表固定在磁力表座上，为消除测试中其它部件的位移变化对管路支承刚度测试的影响，可将磁力表座吸附在安装平台底座上。 

(3)对支承刚度可调节装置不同位置施加相同的砝码，每间隔Δs记录一次千分表的变化数Δl，计算出在砝码作用下其位移的变化值，按公式K＝mg/Δl计算出液压管路支承刚度值K。 

第二步，支承刚度计算 

调整可调管座与钢条座之间的距离，通过弹性支承钢条悬臂长度的变化使液压管路的支承刚度改变。可调刚度支座管路支承刚度公式为