[发明专利]一种用于大型空间飞行器地面振动试验夹具

说明书

本发明提供了一种用于大型空间飞行器地面振动试验夹具，该夹具采用柱状结构，以将试验产品的接口由横向转化为纵向，夹具采用分体形式，包括上夹具和下夹具，以减轻夹具的重量，夹具的一阶共振频率为220Hz。本发明夹具结构强度高、刚度大、承载能力强、响应均匀，解决了大型振动试验夹具设计的技术难点，制造成本低、适用性强，取得了良好的经济效应。

技术领域

本发明涉及大型空间飞行器地面振动试验夹具、尤其是接口复杂的振动试验夹具。

背景技术

振动试验是环境试验的重要组成部分，夹具在振动试验中发挥着极为重要的作用。振动试验夹具从振动台把机械连接的振动能量传递给试件，在传递能量过程中不能失真。在振动台整个试验频率范围内，要使其动圈的振动能量不失真的传递到台面上，是比较困难的。不合理的夹具设计、制造及安装使用容易产生“过振动”与“欠振动”，即使勉强达到控制系统的要求，也必将加重控制系统的负载，尤其在振动台的动态响应范围较小时，矛盾会更加突出。振动夹具的设计原则要求在满足试件安装的前提下，使夹具尽可能质量小、刚度大、在试验频段不出现或少出现共振。振动夹具一阶共振频率是衡量其设计质量的一个重要参数，它的高低直接关系到试验的成功与否。为了让振动夹具把振动台的激励不失真的传递给试件，理论上振动夹具在试验频带内应无谐振峰；振动夹具的一阶共振频率大于试件的一阶共振频率3～4倍。对于一些大型的、复杂的振动夹具，很难达到上述要求，尤其当高度大于500mm时，如夹具仍以实体式出现，则其质量将会相当大，在试验中会过度消耗振动台的推力，很可能导致因推力不足而无法试验的情况。

发明内容

针对上述现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种用于大型空间飞行器地面振动试验夹具，解决了试验产品尺寸大，接口复杂的航天器振动试验夹具结构强度低、刚度弱、一阶频率低，质量大等缺陷，采用了分体式柱状形式，可以在不增加高度的情况下，有效降低夹具的质量，提高夹具的刚度，使得夹具在振动试验过程中安全、可靠。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种用于大型空间飞行器地面振动试验夹具，该夹具采用柱状结构，以将试验产品的接口由横向转化为纵向，夹具采用分体形式，包括上夹具和下夹具，以减轻夹具的重量，夹具的一阶共振频率为220Hz。

所述上夹具高度和质量分别为1235mm和1009Kg，下夹具高度和质量分别为1190mm和703Kg

所述上夹具、下夹具上端均设计成梯形形状，以提高夹具的一阶共振频率。

所述上夹具、下夹具上均设置中心孔，用于产品穿过夹具与夹具连接。

所述夹具法兰面厚度35mm，两侧凹台5mm。

所述上夹具上端宽240mm、厚40mm，下夹具上端宽160mm、厚40mm。

所述上夹具、下夹具减轻孔形状一个为圆形，一个为梯形。

所述夹具的加强筋采用斜筋形式，以避免试验件与夹具之间的干涉。

本发明所提供的用于大型空间飞行器地面振动试验夹具：

1、夹具的结构形式采用的是分体柱状形式，通过柱状形式将试验产品的接口由横向转化为纵向；

2、设计加强筋在不增加结构重量的情况下有效的提升结构的刚度；

3、夹具采用分体形式，以减轻夹具的重量。若采用整体式结构，在满足刚度、强度、一阶频率要求的情况下将大大增加夹具的重量，会过多消耗振动台的有效推力；

4、夹具上端的宽度高于立面的厚度可以有效的提高横向一阶频率，但宽度过高会降低另外一个方向的横向一阶频率，故上夹具上端宽240mm，下夹具上端宽160mm。为了提高夹具的横向一阶频率，夹具的上端设计成梯形结构，该设计将夹具的一阶频率提高了30％；