[发明专利]一种用于非线性结构地面共振衰减试验的激振杆

说明书

本发明提出了一种非线性结构地面振动试验中的激振杆装置，用于在结构地面共振衰减试验中快速移除对受试结构的稳态正弦激励和附加刚度。整个发明包括：第一弹性激振杆，万向节，第一紧固螺钉，第二紧固螺钉，第二弹性激振杆，电磁铁，第三弹性激振杆，第三紧固螺钉，力传感器连接件。在非线性结构地面共振衰减试验中，由激振杆引起的附加刚度严重影响测试结果。本发明主要利用电磁铁通电产生吸力、断电不产生吸力的特性，断电后可快速移除对受试结构的激励，使受试结构进入自由衰减阶段，使得地面共振衰减试验的测试结果更加准确。

技术领域

本发明涉及用于地面振动试验的激振杆，特别涉及用于地面共振衰减试验的激振杆。

背景技术

如今，地面振动试验广泛应用于航空航天、机械制造、土木工程、建筑、船舶等工程领域，成为解决实际结构中振动问题的重要手段之一。随着地面振动试验技术的发展，人们能够快速地获得复杂结构的模态特性和参数。但是，对于线性度较差的非线性结构，其存在着模态耦合的特性，在实际测试中难以获得准确的模态参数。

近十年来，共振衰减法提出了研究非线性结构的模态特性新方法。共振衰减法有2个步骤：首先，通过传统地面振动试验，获取非线性结构的固有频率；然后，对结构施加某一固有频率的稳定幅值的正弦激励，结构振动达到稳态之后，移除激振力，使结构进入自由衰减状态，以获得在该固有频率下非线性结构的动力学特性。

共振衰减法由于使结构进入自由衰减状态，能够得到非线性结构的固有频率随能量变化情况，并且能够得到模态之间的耦合特性。但在实际非线性结构的地面振动试验中，目前，缺乏有效完成共振衰减试验的手段。

如何在激振器发出稳态激振力的情况下迅速移除其对受试结构的激振力，是一个需要解决的问题。

发明内容

传统激振杆将激振器与受试结构之间采用诸如胶接的耦合方式，这样激振器和激振杆会给受试结构带来附加刚度。在共振衰减实验中，需要受试结构自由衰减，而上述附加刚度会影响受试结构的自由衰减，导致测试结果发生偏移。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于非线性结构地面共振衰减试验的激振杆，其特征在于包括：

第一弹性激振杆；

与第一弹性激振杆通过螺纹连接在一起的万向节；

第一紧固螺钉，用于紧固第一弹性激振杆与万向节；

第二弹性激振杆；

与第二弹性激振杆通过螺纹连接在一起的万向节；

与第二弹性激振杆通过螺纹连接在一起的电磁铁；

第二紧固螺钉，用于紧固第二弹性激振杆与万向节；

第三弹性激振杆；

与第三弹性激振杆与电磁铁通过磁力耦合；

与第三弹性激振杆通过螺纹连接在一起的力传感器连接件；

第三紧固螺钉，用于紧固第三弹性激振杆与力传感器连接件。

其中

所述第一弹性激振杆、万向节、第二弹性激振杆、电磁铁、第三弹性激振杆、力传感器连接件用于把一个激振器产生的激振力传递至受试结构上，

当电磁铁通电、激振器上下运动产生激振力时，引起受试结构发生振动。激振器以某一频率产生单一正弦激振力，受试结构以该频率进入稳态受迫振动状态。当电磁铁断电时，电磁铁与第三弹性激振杆之间的磁力消失，受试结构进入自由衰减状态。