[发明专利]一种大型结构振动特性试验脉冲激励装置及其使用方法

权利要求书

1.一种大型结构振动特性试验脉冲激励装置，其特征在于：包括激励锤头(1)、双头螺柱(2)、测力传感器(3)、传感器保护容器(4)、主杆过渡转接头(5)、主加载杆(6)、操作把手(9)和悬挂卡箍(10)；

激励锤头(1)与测力传感器(3)连接，测力传感器(3)安装在传感器保护容器(4)内，传感器保护容器(4)通过主杆过渡转接头(5)与主加载杆(6)一端连接；悬挂卡箍(10)为两瓣式结构，连接固定在主加载杆(6)上，用于将整个脉冲激励装置水平或纵向悬起；主加载杆(6)上固定有一个或多个操作把手(9)；

所述激励锤头(1)包括传力材料和底座；其中传力材料为球头形状。

2.如权利要求1所述的一种大型结构振动特性试验脉冲激励装置，其特征在于：所述传力材料结构频率在0至600Hz，所述传力材料选用高分子聚合物。

3.如权利要求1所述的一种大型结构振动特性试验脉冲激励装置，其特征在于：所述传力材料结构频率在500至2000Hz，所述传力材料选用铜、铝或镍。

4.如权利要求1所述的一种大型结构振动特性试验脉冲激励装置，其特征在于：所述主加载杆(6)的两端均装有主杆过渡转接头(5)，主加载杆(6)另一端的主杆过渡转接头(5)通过延长推杆连接头(7)与延长推杆(8)连接。

5.如权利要求1或4所述的一种大型结构振动特性试验脉冲激励装置，其特征在于：所述激励锤头(1)通过双头螺柱(2)与测力传感器(3)连接。

6.如权利要求1或4所述的一种大型结构振动特性试验脉冲激励装置，其特征在于：所述悬挂卡箍(10)通过吊耳(11)与起吊装置连接。

7.一种如权利要求4所述的大型结构振动特性试验脉冲激励装置的试验系统，其特征在于：包括被测试结构(201)、装置悬挂系统(202)、脉冲激励装置(203)、试验现场固定支架(204)、数据采集分析仪(205)、信号传输电缆线(206)和振动传感器(207)；脉冲激励装置(203)通过装置悬挂系统(202)悬挂在试验现场固定支架(204)上，被测试结构(201)上安装有振动传感器(207)，振动传感器(207)通过信号传输电缆线(206)将振动信号引入工位处数据采集分析仪(205)内，脉冲激励装置(203)的测力传感器(3)通过信号传输电缆线(206)与数据采集分析仪(205)连接。

8.一种如权利要求7所述的大型结构振动特性试验脉冲激励装置的试验系统的使用方法，其特征在于依次包括如下步骤：

步骤1.准备工作

步骤1.1、根据试验对象，选择正确量程和频响带宽的测力传感器(3)，并对其进行标定校验；

步骤1.2、脉冲激励装置的组装，将激励锤头(1)、测力传感器(3)、主杆过渡转接头(5)和主加载杆(6)依次连接，安装操作把手(9)和延长推杆(8)这些辅助部件；

步骤1.3、试验测试工位的确定，将数据采集分析仪(205)按照要求在工位进行组装；

步骤2.现场安装工作

步骤2.1、在试验现场搭建稳固的试验现场固定支架(204)，用以悬挂脉冲激励装置(203)；

步骤2.2、在脉冲激励装置主加载杆(6)的重心位置安装悬挂卡箍(10)和吊耳(11)，吊耳(11)与装置悬挂系统(202)连接悬挂在试验现场固定支架(204)处；

步骤2.3、根据被测试结构(201)的结构特征，在需测量的位置处安装振动传感器(207)，并连接信号传输电缆线(206)，将振动信号引入工位处数据采集分析仪(205)内；

步骤2.4、将测力传感器(3)连接信号传输电缆线(206)，信号传输电缆线(206)引入试验测试工位处数据采集分析仪(205)内以获取力信号；

步骤3.激励和响应通道调试工作

步骤3.1、脉冲激励装置(203)安装完成后，进行力通道调试工作；通过撞击被测试结构(201)，观察数据采集分析仪(205)得到的力通道响应的时频曲线是否符合结构测试需求，否则更换相应的激励锤头(1)；

步骤3.2、在脉冲激励下，能够同时获取结构振动响应的时频曲线，依次检查各响应通道的数据信号是否正常，否则进行各环节连接的故障排查；

步骤4.试验进行

步骤4.1、由2至4名操作人员手持操作把手(9)，使用脉冲激励装置(203)撞击被测试结构(201)，获取脉冲信号；此过程应多次重复进行，选取正常的数据进行平均处理，获得高品质的频响函数；

步骤4.2、更换不同的激励位置和激励方向，获取结构完备的频域数据，这时需要重复步骤4.1的工作，直至数据获取完整；

步骤5.试验结束

通过步骤4试验获取的数据，分析结构的振动特性参数。