[实用新型]一种水平方向上的超低频模态试验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种超低频模态试验装置。

背景技术

随着航天航空技术的飞速发展，低频、超低频模态测试分析的需求日益增多。为了使航天器设计时有准确的模态参数可供参考，以避免引起共振等不必要的错误，必须对航天器进行模态分析试验。模态分析试验在对结构件进行激振激励的试验的基础上来测试结构体包括航天器结构的动态特性、固有频率、模态振型和阻尼、广义质量、广义刚度等。

失重是太空环境的一个主要特征，对于垂直方向上的模态测试试验，悬吊装置垂直方向上的刚体运动频率要低于试件基频一个数量级是一个得到普遍认可的原则。目前，美国CSA工程公司已经成型的模态试验悬挂系统型号为60350-DA，国内改为自行研制模态装置系统，申请号为200710071515.0的“气浮磁动无摩擦悬吊装置”公布了一种能满足频率准则、附加质量足够小、非线性影响小、测试精度高的垂直方向模态悬吊装置，申请号为201020214510.6的“超低频模态试验悬挂系统”做了进一步改进，公布了一种全数字式控制、提高工作频率、提升控制精度，并降低附加部件对模态试验的影响的超低频模态试验悬挂系统。

对于水平方向上的模态试验，自由-自由边界条件的主要约束为摩擦力、附加质量的惯性影响和钟摆效应，悬挂装置须平衡被测对象重力，达到平面跟随运动基本无约束。如太阳翼由数块太阳电池板相互铰接组成,当卫星入轨后,由贴合状态展成一个平面的太阳电池阵，对展开后的太阳电池板需进行水平方向的模态测试。为了得到水平方向的模态试验，通常都是将带测件旋转90°，再利用已有的垂直方向的超低模态试验悬挂系统进行测试，但是对于悬挂复杂、容易损坏的的待测件来说，这种方法并不完善，更不适用于侧面通过铰链连接的数块太阳电池阵，目前还没有成熟的水平方向超低频模态试验装置。

发明内容

为了克服已有技术无法消除水平方向自由-自由边界约束条件对模态试验的影响的不足，本实用新型提供一种平面运动基本无约束的、无摩擦力和惯性力影响、不产生附加力影响的水平方向上的超低频模态试验装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是： 

一种水平方向上的超低频模态试验装置，包括气浮平板、气浮垫、气浮架、拉绳和无摩擦旋转供气装置，其中，无摩擦旋转供气装置包括气浮轴、气浮套、底座和固定座，所述气浮架呈十字架形，所述气浮垫安装在气浮架的四个角上，所述气浮垫放置在气浮平板上，所述气浮架中心及四个角上有贮气腔，端盖安装在气浮架中心贮气腔的上端，所述端盖通过气管与气浮架四个角上的贮气腔连通，底盖安装在气浮架中心贮气腔的底端，所述气浮平板的中心有圆形通孔，所述拉绳固定端安装在太阳电池板的吊挂点上，所述拉绳穿过气浮平板中心的通孔两端分别与底盖和拉绳固定端连接，所述无摩擦旋转供气装置通过固定座安装在两块太阳电池板的旋转轴心上，所述气浮座通过固定座与一块太阳电池板固定，所述气浮轴通过固定座与另一块相邻的太阳电池板固定，对于同一块太阳电池板而言，上部一端安装气浮轴，上部另一端安装气浮套，所述气浮轴与气浮套之间通过气管连接，所述气管中间有支路通过底盖与气浮架中心贮气腔相通。

优选的，所述气浮套包括气浮套座和微孔材料层，所述气浮轴套装在气浮套内，所述气浮轴与气浮套之间存在微小间隙，所述气浮轴与气浮套配合面呈锥形，所述底座与气浮套底面固定，所述微孔材料层固定在气浮套座内壁上且与气浮套座之间形成进气高压腔，所述气浮套座上有气浮进气孔且与进气高压腔相通，所述气浮套座底部有供气进气口，所述气浮轴底部与气浮套座、底座形成高压腔，所述进气口与高压腔相通，所述气浮轴中心打盲孔与顶部出气口相通，所述气浮套座上有卸气孔，所述卸气孔在气浮套座圆周方向均布且与气浮轴与气浮套形成的间隙相通，所述卸气孔所在圆周上有圈凹形卸气槽，所述卸气孔与微孔材料层及气浮套进气孔相互隔离。当然，所述气浮套也可以选用其他形式。

本实用新型的有益效果主要表现在：将气浮垫安装在气浮架的四个角上，气浮垫的下方为一块面积较大的气浮平板，气浮平板中心有圆形通孔，太阳帆板通过拉绳和气浮架固定，气浮平板支撑着气浮架在气浮平板中心圆形通孔的范围内平面移动和转动，气浮架的有效行程为气浮平板中心圆形通孔的直径，构成一套气浮随动装置。气浮架采用轻质设计，降低附加质量的惯性影响，气浮垫与气浮平板之间无约束摩擦力，因而不引入会改变试件模态振型的动态约束力从而确保在模态试验中测试数据有效、可信。在太阳电池板上安装旋转供气装置为气浮随动装置供气，实现了连续供气且无气管扰动影响。

附图说明

图1是一种水平方向上的超低频模态试验装置示意图。