[发明专利]测量结构微振动特性的加载装置及方法

说明书

一种测量结构微振动特性的加载装置及方法，该加载装置包括计算机、数据采集系统、2台激光测振仪、压电陶瓷以及压电陶瓷控制器。该装置能对试件施加一个很小的激励，可以很好的弥补激振器提供不了很小的激振力的不足，降低激振过程中附加质量对试件的影响。对探究蜂窝板、碳纤维板等较轻的测试对象，在低加速度振动下的幅频特性曲线测试及阻尼比，提供了一种有效的方法。

技术领域

本发明涉及一种加载装置及方法，特别是一种测量试件在微小加速度振动下的幅频特性曲线的加载装置及方法。

背景技术

航天器的微振动是指航天器在轨正常运行期间，由于作动机构等因素导致的航天器结构上幅值低于0.1g的微小振动。航天在轨运行期间，这种微振动环境效应将严重影响有效载荷的指向精度和姿态稳定度，因此研究航天结构在微振动情况下的频响特性具有重要意义。为了研究在更低加速度量级水平的振动，需要给予结构更小的激励力，且要忽略激励带来的附加影响，而且要测出更小的响应。目前使用的激振器在给予较大的激振力时，通过连接杆与试件相连，在给予较小的力时，可以通过琴弦丝与试件相连，这种直接加载的方式可能对于质量轻的试件有附加质量和刚度的影响，因此增加了加载的不稳定性和控制难度，不能实现更低加速度量级水平的振动。

发明内容

本发明的目的就是针对已有技术中的不足，提供一种加载稳定简单、易于控制，精度高的测量试件在低加速度振动下的幅频特性曲线的加载装置及方法，该装置可以方便的对试件提供一个低加速度量级的振动加载，并可以测得响应。

本发明实现其发明的目的所采取的技术方案是：

一种测量结构微振动特性的加载装置，该加载装置包括：激振控制系统、信号采集系统和待测量试件，其中试件通过弹性绳悬挂在振动台上，压电陶瓷粘贴在试件的表面激励输入端并与压电陶瓷控制器的输出端相连。

所述的激振控制系统包括：计算机、数据采集系统、压电陶瓷控制器和压电陶瓷，其中计算机与数据采集系统相连，数据采集系统的扫频输出端与压电陶瓷控制器的输入端相连，压电陶瓷控制器的输出端与压电陶瓷相连。

所述的信号采集系统包括：计算机、数据采集系统和两台激光测振仪，其中计算机与数据采集系统相连，数据采集系统的输入端分别与两台激光测振仪相连，其中一台激光测振仪测量压电陶瓷表面速度信号，另一台激光测振仪测量试件测试点的速度信号，两台激光测振仪同时将压电陶瓷表面速度信号和试件测试点的速度信号反馈给数据采集系统。

以及，一种测量结构微振动特性的方法，其中测量结构微振动特性的加载装置包括计算机、数据采集系统、压电陶瓷控制器、激光测振仪、弹性绳和压电陶瓷，所述方法包括如下步骤：

第一、计算机控制数据采集系统输出端向压电陶瓷控制器输出固定的电压信号，压电陶瓷控制器根据该电压信号驱动压电陶瓷微振动；

第二、两台激光测振仪发出的激光分别照射在压电陶瓷和试件的测试点上，通过两台激光测振仪可以同时测量出压电陶瓷和试件的测试点的速度信号；

第三、两台激光测振仪分别将测量得到的压电陶瓷和试件的测试点的速度信号通过数据采集系统反馈给计算机，进而得到试件的幅频特性曲线。

与现在的测量方法相比，本发明的优点是：对于较轻的结构，可以测量其在低加速度(10-1g-10-9g)振动的幅频特性曲线和阻尼比；由于压电陶瓷质量很轻，且直接作用在被测结构上，所以可以忽略附加质量对被测结构的影响。

附图说明

图1为本发明实施例一的测量装置的连接示意图；

图2为本发明实施例二的测量装置的连接示意图；

图3为本发明加载装置和测量的原理框图；

图4为本发明的实施例一中选用的被测结构的示意图；