[发明专利]倾斜摇摆与低频振动复合实验平台

说明书

技术领域

本发明涉及一种实验平台，尤其涉及一种可以分析大幅值倾斜摇摆运动与 小幅值低频振动的耦合动力学情况的倾斜摇摆与低频振动复合实验平台。

背景技术

舰船因回转、高速航行、遭受风浪、破损、操作不当和装载不平衡会造成 倾斜和摇摆，风浪还会造成舰船的纵荡、横荡和垂荡。潜艇紧急上升、下降过 程或遭遇海洋密度跃层时会出现纵倾，水下转向时又会出现横倾和偏航，舵操 作时又会引起横摇角、纵摇角、艏摇角、横荡、纵荡等，故潜艇的长期深潜动 态贮航运动主要表现为六自由度倾斜摇摆运动。目前国内外针对海水对舰船、 潜艇影响的研究都是将舰船的运动简化成六自由度的Stewart倾斜摇摆平台的运 动。

另外，潜艇贮航时会产生振动，其是关于自然环境(海浪、风)激励、强迫激 励(螺旋桨轴转速、往复机械和其他装备的运行等)、潜艇结构、装备安装结构和 装备响应的复杂函数。通常海水对潜艇的振动均以低频振动为主，因此可以用 现有的液压振动台产生低频振动的方法来研究潜艇的振动对其上武器装备的影 响。

然而，舰船、潜艇在海水中的真实运动是倾斜摇摆与低频振动相耦合的复 合运动，单独的倾斜摇摆或低频振动平台模型并不能准确地分析舰船运动对其 上武器装备的影响情况，也无法得出两平台之间的相互力耦合关系。目前，国 内外针对倾斜摇摆与低频振动复合平台的研究尚未开展，本发明公开一种倾斜 摇摆与低频振动相耦合的复合试验平台，旨在对这两种运动的耦合提供一种试 验装置。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种可以分析大幅值倾斜摇 摆运动与小幅值低频振动的耦合动力学情况的倾斜摇摆与低频振动复合实验平 台。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种倾斜摇摆与低频振动复合实验平台，包括六自由度倾斜摇摆平台和低 频液压振动平台，所述六自由度倾斜摇摆平台包括摇摆平台底座、摇摆平台工 作台、球铰和摇摆平台液压缸，所述摇摆平台底座的上表面和所述摇摆平台工 作台的下表面沿圆周方向分别均匀分布有三组所述球铰，每组所述球铰包括两 个相邻排列的所述球铰，所述摇摆平台底座上的六个所述球铰分别与六个所述 摇摆平台液压缸的下端连接，六个所述摇摆平台液压缸的活塞杆的上端分别与 所述摇摆平台工作台上的六个所述球铰连接，相邻的两个所述摇摆平台液压缸 之间呈“八”字形或倒“八”字形，每个所述摇摆平台液压缸的液压油各自独 立控制；所述低频液压振动平台包括振动平台底座、振动平台工作台和低频振 动液压缸，所述低频振动液压缸的下端与所述振动平台底座的上面连接，所述 低频振动液压缸的活塞杆的上端与所述振动平台工作台的下面连接；所述振动 平台底座安装于所述摇摆平台工作台上且两者轴心线重合。

上述结构中，六自由度倾斜摇摆平台的六个液压缸进行自主的运动，从而 导致摇摆平台工作台产生不同的位移与转角，对低频液压振动平台产生大幅度 倾斜摇摆；低频液压振动平台的低频振动液压缸带动振动平台工作台上下运动 产生振动；六自由度倾斜摇摆平台和低频液压振动平台共同带动振动平台工作 台上的试验件产生倾斜摇摆与低频振动的复合运动，为试验件的复合运动试验 提供条件。

为了便于安装，所述摇摆平台底座上的六个所述球铰分别通过六根连接杆 与六个所述摇摆平台液压缸的下端连接。

具体地，所述摇摆平台工作台上设有多个竖向的摇摆平台通孔，所述振动 平台底座上设有多个竖向的振动平台通孔，所述摇摆平台工作台与所述振动平 台底座之间通过螺栓连接。

为了扩大适应范围，所述摇摆平台工作台上的摇摆平台通孔共12个，每六 个围成一圈，每一圈的所述摇摆平台通孔分为两个一组的三组，每一圈的三组 所述摇摆平台通孔均匀周向排列，两圈所述摇摆平台通孔为内外排列；所述振 动平台工作台上的振动平台通孔共6个且分为两个一组的三组，三组所述振动 平台通孔均匀周向排列。

作为优选，所述摇摆平台底座上的六个所述球铰中每组的两个所述球铰之 间的距离为L1，所述摇摆平台底座上的六个所述球铰中相邻两组中相邻两个所 述球铰之间的距离为N1，L1为N1的三分之一至五分之一；所述摇摆平台工作 台上的六个所述球铰中每组的两个所述球铰之间的距离为L2，所述摇摆平台工 作台上的六个所述球铰中相邻两组中相邻两个所述球铰之间的距离为N2，L2 为N2的三分之一至五分之一。上述结构能够实现最佳的试验效果。