[发明专利]一种适用于流致振动试验的变阻尼装置及方法

权利要求书

1.一种适用于流致振动试验的变阻尼的方法，其特征是：通过适用于流致振动试验的变阻尼装置实现，该装置由齿条(1)、齿轮组(2)、变励磁直流电机(3)、电机输出线(4)、外接负荷电阻(5)、他励电源线(6)、可调节直流电源(7)组成，其中齿条(1)固定在滑动架(16)中部，齿条(1)和齿轮组(2)连接，齿轮组(2)连接变励磁直流电机(3)；变励磁直流电机通过电机输出线连接外接负荷电阻以及变励磁直流电机内阻形成回路，组成耗电系统，模拟阻尼；变励磁直流电机(3)通过他励电源线(6)连接可调节直流电源(7)；变励磁直流电机(3)通过电机输出线(4)连接外接负荷电阻(5)消耗系统的电能，滑动架(16)通过滑动轴承(12)与承力架(15)的滑动轨道(11)相连接；承力架挂钩(9)通过拉力弹簧(10)与滑动架挂钩(8)相连接；振子(13)通过传力板(17)固定在滑动架(16)上；

所述的方法通过在变励磁直流电机上加装可调节直流电源，实现系统阻尼变化；通过改变直流电源的电压，从而改变变励磁直流电机的磁感应强度，进而实现系统阻尼变化，具体满足下式：

B＝L_B·V_B           (2)

式中：

A——折合系数；

C_total——系统总阻尼；

C_m——系统机械阻尼；

α——系统转速比；

R₀——变励磁直流电机内阻；

R_L——外接负荷电阻；

L——电机线圈长度；

B——为磁感应强度；

L_B——电感；

V_B——外接直流电源的供电电压。

2.根据权利要求1所述的适用于流致振动试验的变阻尼的方法，其特征是包括以下步骤：

1)针对流致振动试验要求，确定齿条(1)的长度和齿轮组(2)的齿轮直径范围；确定变励磁直流电机(3)型号进而选定可调节直流电源(7)的型号与电压变化范围；选取合适的外接负荷电阻(5)；确定拉力弹簧(10)的刚度；确定振子(13)的截面形状，同时确定振子(13)的尺寸；确定承力架(15)、滑动架(16)的尺寸，进而确定整个系统的质量参数，确定试验系统的机械阻尼系数C_m；

2)通过自由衰减试验，得到式(3)中的机械阻尼系数C_m与折合系数A，总结励磁电压与总阻尼系数之间的相关规律，用于指导试验中阻尼的变化；

3)根据试验要求调整励磁电压实现阻尼变化，完成试验。

3.根据权利要求1所述的适用于流致振动试验的变阻尼的方法，其特征是：电机输出线(4)和他励电源线(6)为普通铜线；滑动轨道(11)为铝合金材料；滑动轴承(12)、上部挂置架(14)、承力架(15)、滑动架(16)、下部挂置架(18)为钢材；滑动架挂钩(8)和承力架挂钩(9)为不锈钢。

4.根据权利要求1或2所述的适用于流致振动试验的变阻尼的方法，其特征是：齿条(1)长度为1～2m，齿宽为3～8cm；齿轮组(2)的齿轮直径范围为2～10cm，齿轮数量为3～5个。

5.根据权利要求1或2所述的适用于流致振动试验的变阻尼的方法，其特征是：振子(13)的截面形状为三棱柱、正四棱柱、六棱柱或者圆柱。