[发明专利]一种大型结构振动特性试验脉冲激励装置及其使用方法

说明书

本发明属于脉冲激励源激励装置，具体涉及一种大型结构振动特性试验脉冲激励装置及其使用方法。技术方案：装置设计为悬挂摆锤结构，便于人员的操作施力；设计加工了系列配套锤头，可适用于不同结构在多频段的测试中；可根据大型结构振动特性试验的需求，改变该装置的工作方式，从多种方向施加脉冲激励信号。有益效果：本发明设计的脉冲激励装置及其使用方法，能够快速便捷的应用于大型结构在现场工作状态下的振动特性试验测试中，提供瞬态激励；并且可以控制和调节脉冲激励的加速度幅值和冲击时间。解决了现有激振装置在大型结构上激励能量不足、低频无法加载且频响曲线粗糙的技术问题。

技术领域

本发明属于脉冲激励源激励装置，具体涉及一种大型结构振动特性试验脉冲激励装置及其使用方法。

背景技术

振动特性试验又称模态试验，是通过特定类型的激励方式获取产品结构的振动响应和频响函数曲线，并分析得到包括模态频率、模态振型、模态质量、阻尼等一系列结构固有的特性参数，可为结构抗震减振设计、模型修正及系统控制提供重要的数据依据。

大型运载火箭、飞机、建筑桥梁等工程结构在设计过程中需要考虑并解决系统动力学问题。通过在工程现场实地进行模态试验测试，能够准确有效的获取结构在工作状态下的振动特性参数。大型结构在进行现场模态试验时，需要有能够提供低频、大量级的激励源。利用传统的激振器，由于动圈行程、基座的固定和安装耗时等问题，激励力无法达到有效的量级和频率。而新兴的基于时域无激励模态辨识方法存在数据获取不完备、参数辨识精度差等缺陷，其辨识的数据无法满足产品结构设计需求。因此，需要一种快速、简易、有效、低频、大量级的激励方法能够在工程现场获取满足大型结构振动特性参数。

发明内容

本发明的目的在于现有激振装置在大型结构上激励能量不足、低频无法加载且频响曲线粗糙的技术问题，提供一种大型结构振动特性试验脉冲激励装置及其使用方法。

实现本发明目的的技术方案：

一种大型结构振动特性试验脉冲激励装置，包括激励锤头、双头螺柱、测力传感器、传感器保护容器、主杆过渡转接头、主加载杆、操作把手和悬挂卡箍；激励锤头与测力传感器连接，测力传感器安装在传感器保护容器内，传感器保护容器通过主杆过渡转接头与主加载杆一端连接；悬挂卡箍为两瓣式结构，连接固定在主加载杆上，用于将整个脉冲激励装置水平或纵向悬起；主加载杆上固定有一个或多个操作把手。

所述主加载杆的两端均装有主杆过渡转接头，主加载杆另一端的主杆过渡转接头通过延长推杆连接头与延长推杆连接。

所述激励锤头通过双头螺柱与测力传感器连接。

所述激励锤头包括传力材料和底座。

所述悬挂卡箍通过吊耳与起吊装置连接。

所述传力材料为高分子聚合物或金属材料。结构频率在0至100Hz以内，或80至600Hz的结构频率，所述传力材料选用高分子聚合物；500至2000Hz结构频率，所述传力材料选用铜、铝、镍或其他金属材料。

本发明还提供了一种如上所述的大型结构振动特性试验脉冲激励装置的试验系统，包括被测试结构、装置悬挂系统、脉冲激励装置、试验现场固定支架、数据采集分析仪、信号传输电缆线和振动传感器；脉冲激励装置通过装置悬挂系统悬挂在试验现场固定支架上，被测试结构上安装有振动传感器，振动传感器通过信号传输电缆线将振动信号引入工位处数据采集分析仪内，脉冲激励装置的测力传感器通过信号传输电缆线与数据采集分析仪连接。

本发明还包括一种上述大型结构振动特性试验脉冲激励装置的的试验系统的使用方法，其特征在于依次包括如下步骤：

步骤1.准备工作

步骤1.1、根据试验对象，选择正确量程和频响带宽的测力传感器，并对其进行标定校验；