[发明专利]低气压和振动复合试验振动台面中心保持方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及力学环境试验设备中的复合环境振动试验设备，特别涉及低气压和振动复合试验设备中振动台面的中心位置保持方法以及实现该方法的装置。这种方法及装置可以在复合试验进行中自动保持振动台面始终处于位移的中心位置，特别是试验低气压处于变化状态时，也能使振动台面始终处于位移的中心位置。

背景技术

电动振动台是一种模拟振动力学环境的试验设备。低气压试验箱是一种模拟低气压环境的试验设备。以往由于试验设备的限制，对试验产品(如电子元器件、仪器等设备和器件)进行振动模拟试验和低气压模拟试验通常是分别进行。分别进行试验的方法也能发现产品设计制造中存在的缺陷，但假如试件应用于航空航天领域，复合试验更接近自然环境，可以发现产品设计制造中存在的更多问题，这一点已被实践所证明。

低气压和振动复合试验是将电动振动台与低气压试验箱相结合所从事的试验。试验中电动振动台的台面伸入低气压试验箱中，试验产品装夹在台面上，并处于低气压试验箱内，在模拟振动的同时模拟低气压环境。当气压从1个大气压开始逐渐减小或者从低气压逐渐恢复到1个大气压时，就可以模拟飞机和航天器的升空或降落所处的低气压和振动复合力学环境。

如图1所示，由于现有电动振动台的台面2固定连接动圈3(驱动线圈)，试验产品、台面2和动圈3的重量由动圈3下方安装的橡胶气囊式空气弹簧13支撑，而且台体1内部与大气连通。在低气压和振动复合试验中，由于低气压试验箱内的气压在≤1个大气压范围变化，因此试验产品、台面2和动圈3会在外界空气压力作用下向上运动，使振动工作的台面2垂直方向向上偏离振动中心位置，导致复合试验无法正常进行。为此，如何针对低气压试验箱内的气压变化来自动保持电动振动台台面2的中心位置是本发明研究的问题。

发明内容

本发明提供一种低气压和振动复合试验振动台面中心保持方法及装置，其目的是要解决低气压试验箱内气压变化时，自动保持电动振动台台面在垂直振动方向或水平振动方向上的中心位置问题，使低气压和振动复合试验得以正常进行。

为达到上述目的，本发明方法采用的技术方案是：一种低气压和振动复合试验振动台面中心保持方法，其创新在于：

将电动振动台台体内部空间设计成一个密封的刚性气室，台面在垂直振动试验或水平振动试验中的振动中心位置，由位于台面一端的低气压试验箱气压与位于台面另一端的刚性气室气压浮动平衡支撑；

将一个气压始终高于刚性气室内气压的充气气源通过一路管道及充气控制阀连接到刚性气室，从而形成一路向刚性气室进行充气的充气气路；将一个气压始终低于刚性气室内气压的抽气气源通过两路管道及抽气控制阀并联连接到刚性气室，从而形成两路对刚性气室进行抽气的抽气气路，其中一路为第一抽气气路，第一抽气气路中的抽气控制阀为第一抽气控制阀，另一路为第二抽气气路，第二抽气气路中的抽气控制阀为第二抽气控制阀；

根据低气压试验箱的容积大小以及低气压试验箱内气压的变化速率情况，将台面以理论振动中心位置为基准向低气压试验箱方向偏离的距离分为两档控制，第一档表示向低气压试验箱方向偏离的距离小于某设定值情况，第二档表示向低气压试验箱方向偏离的距离大于或等于某设定值情况；

利用一个台面中心位置测量装置来检测台面静态和动态偏离理论振动中心位置的距离和方向，并将测量结果输入一个控制器，当台面向刚性气室方向偏离时，控制器通过充气控制阀启动充气气路向刚性气室充气，使台面向低气压试验箱方向移动，直至台面移动到理论振动中心位置时停止；当台面向低气压试验箱方向偏离并且落在所述第一档控制范围时，控制器通过第一抽气控制阀启动第一抽气气路对刚性气室抽气，使台面向刚性气室方向移动，直至台面移动到理论振动中心位置时停止；当台面向低气压试验箱方向偏离并且落在所述第二档控制范围时，控制器通过第一抽气控制阀和第二抽气控制阀同时启动第一抽气气路和第二抽气气路对刚性气室抽气，或者控制器仅通过第二抽气控制阀启动第二抽气气路对刚性气室抽气，使台面向刚性气室方向移动，直至台面移动到理论振动中心位置时停止。

上述技术方案中的有关内容解释如下：