[实用新型]一种磁流变弹性体夹层梁振动响应测试系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种夹层梁振动响应测试系统，尤其涉及一种磁流变弹性体夹层梁振动响应测试系统。

背景技术

机械和土木工程等领域存在着较多的振动问题，一般情况下振动都是有危害的，因此需要进行振动控制研究。磁流变材料在振动控制方面具有广泛的应用前景，尤其是在变刚度振动控制领域。

磁流变液作为一种重要的新型智能材料，广泛应用于振动半主动控制系统，但是磁流变液存在着密封困难、稳定性差等缺点，阻碍了其在振动控制领域的应用。磁流变弹性体作为磁流变液固体形态，不仅克服了上述缺点，还具有响应快、性能稳定的优点。因此利用磁流变弹性体设计刚度可变的半主动控制器具有重要意义。

利用非均匀磁场作用下磁流变弹性体夹层梁振动微分方程和ANSYS模态仿真发现，在外加磁场的作用下，磁流变弹性体夹层梁的刚度和振动频率增大，振幅减小。通过改变外加磁场，可以实现对夹层梁一定范围内的智能控制。磁流变弹性体夹层梁作为一种振动控制结构显示出广阔的应用前景。

目前关于磁流变弹性体夹层梁的振动测试系统比较少见，而传统的机械振动测试系统所需的仪器较多、测试时间长、成本较高。因此，设计出一种低成本、操作简单、同时方便灵活的磁流变弹性体夹层梁振动检测装置是一个亟需解决的问题，同时也为磁流变弹性体广泛工程应用奠定基础。

发明内容

为了解决背景技术所存在的问题及探究不同磁场作用下磁流变弹性体夹层梁的振动规律，本实用新型提供了一种磁流变弹性体夹层梁振动响应测试系统。该测试系统基于磁流变弹性体刚度及阻尼可变的特点，以虚拟仪器为基础，结合必要的硬件设备，实时采集和处理数据，同时也可对响应结果进行存储和显示。当左右移动一对永久磁铁时，可以分析磁流变弹性体夹层梁在不同位置下的刚度和固有频率变化；当上下移动一对永久磁铁时，可以得出不同大小磁场下夹层梁的振动规律。该测试系统既克服了一般测试系统可靠性低、响应速度慢、容易受外部环境干扰的问题，又能实现计算机方便地设置、调节激励信号，采集卡快速实现模数转换，从而准确地完成磁流变弹性体夹层梁的振动响应测试。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案包括：计算机(1)、采集卡(2)、功率放大器(3)、激振器(4)、加速度传感器Ⅰ(5)、加速度传感器Ⅱ(6)、磁流变弹性体夹层梁(7)、一对永久磁铁(8)及支架(9)；薄铝板Ⅰ(10)、磁流变弹性体(12)及薄铝板Ⅱ(11)粘合在一起构成磁流变弹性体夹层梁(7)；磁流变弹性体夹层梁(7)的一端固定在支架(9)上，形成悬臂梁；功率放大器(3)的输入端与采集卡(2)的一个端口相连，功率放大器(3)的输出端与激振器(4)的输入端相连；激振器(4)的输出端螺杆与磁流变弹性体夹层梁(7)固定连接，并通过螺帽紧固；加速度传感器Ⅰ(5)固定安装在激振器(4)的输出端螺杆上；加速度传感器Ⅱ(6)固定安装在磁流变弹性体夹层梁(7)上表面的右端部；加速度传感器Ⅰ(5)和加速度传感器Ⅱ(6)的输出信号端口分别与采集卡(2)的两个端口相连；一对永久磁铁(8)分别放置于支架(9)上，并且距离磁流变弹性体夹层梁(7)上表面和下表面20cm；左右移动一对永久磁铁(8)，可实现不同磁场作用位置时磁流变弹性体夹层梁(7)的振动响应测试，上下移动一对永久磁铁(8)时，可实现不同大小磁场下磁流变弹性体夹层梁(7)的振动响应测试；计算机(1)通过LabVIEW产生的扫频信号经采集卡(2)传至功率放大器(3)；激振器(4)在功率放大器(3)的驱动下带动磁流变弹性体夹层梁(7)产生振动；激励处的振动信号被加速度传感器Ⅰ(5)拾取后传输到采集卡(2)；加速度传感器Ⅱ(6)检测到夹层梁的振动响应信号传输到采集卡(2)；计算机(1)对振动响应信号进行分析处理，得到磁流变弹性体夹层梁(7)的在非均匀磁场作用下振动频率ω、刚度k、损耗因子η等响应结果的变化规律。

本实用新型与背景技术相比，具有的有益效果是：