[发明专利]考虑均匀及温度梯度的纤维增强复合薄壳旋转振动试验台

说明书

本发明涉及振动测试领域，具体是一种考虑均匀及温度梯度影响的高强气动载荷激励下纤维增强复合薄壳旋转试验台，包括整体式机身结构、旋转电机端纤维增强复合薄壳连接结构、移动座体处连接结构、试验台气动载荷激励结构、试验台气动载荷激励结构和非接触激光测试设备，本发明可实现在均匀及温度梯度影响下的旋转纤维增强复合薄壳进行非接触的高强气动载荷激励及测试。

技术领域

本发明涉及振动测试领域，具体是一种考虑均匀及温度梯度影响的高强气动载荷激励下纤维增强复合薄壳旋转试验台。

背景技术

纤维增强复合薄壳相对于金属薄壳，具有质量轻、承载压力大、抗冲击性能好、抗疲劳性能突出、绝缘性好等多种特点，目前正在被越来越多地应用于航空航天、船舶、海洋工程、兵器制造以及核工业等重要领域。工程实际中存在大量通过该类型材料制成的薄壳结构件，如航空发动机的复合材料鼓筒、海底深潜器用的复合材料耐压圆柱壳、液体火箭发动机燃烧室采用的耐高温复合材料壳体等，且随着它们的结构越来越复杂、工作环境越来越苛刻，其振动问题也越来越突出。

目前，虽然有一些可以测试金属及复合材料薄壳旋转振动的试验台，但查阅相关专利，还没有公开的可以考虑均匀及温度梯度的影响的薄壳旋转振动试验台。另外，在其高速旋转时，现有的激励技术多利用接触式激励方法，在激励效果上存在很大问题，进而影响振动测试精度。针对现有问题，开发一种用于纤维增强复合薄壳旋转振动测试且考虑温度环境影响的试验台势在必行。

发明内容

针对现有的技术问题，本发明提供一种考虑均匀及温度梯度影响的高强气动载荷激励下纤维增强复合薄壳旋转试验台，通过丝杠调节移动座体的位置，将纤维增强复合薄壳安装在安装盘上，并通过安装板固定左端，后通过丝杠调节移动座体位置，使右侧安装盘与纤维增强复合薄壳接触，后用安装板进行固定右侧。使用旋转电机对纤维增强复合薄壳进行旋转加速；通过控制丝杠电机、中筒电机、加热管电机调节不同参数，开启空压机对纤维增强复合薄壳激励。

本发明技术方案是：

考虑均匀及温度梯度影响的高强气动载荷激励下纤维增强复合薄壳旋转试验台，包括整体式机身结构、旋转电机端纤维增强复合薄壳连接结构、移动座体处连接结构、试验台气动载荷激励结构、试验台气动载荷激励结构和非接触激光测试设备。

所述整体式机身结构包括机身、移动座体、移动座体丝杠、旋转电机；机身两端为座体结构，分别安装有旋转电机和移动座体，移动座体通过安装在机身上的移动座体丝杠旋转进行移动。

所述旋转电机端纤维增强复合薄壳连接结构包括纤维增强复合薄壳、旋转电机连接盘、左侧加热管安装盘、加热管左侧连接座；旋转电机上安装有旋转电机连接盘，旋转电机连接盘一侧有左侧加热管安装盘，加热管左侧连接座安装在左侧加热管安装盘上，纤维增强复合薄壳通过纤维增强复合薄壳安装板与左侧加热管安装盘相连接；所述纤维增强复合薄壳安装板、左侧加热管安装盘为绝热材料。

所述移动座体处连接结构包括座体轴、电机连接筒、右侧加热管安装盘、加热管右侧连接座、丝杠电机、内筒电机及加热管电机；座体轴安装在移动座体上，座体轴一端安装有电机连接筒，电机连接筒端有右侧加热管安装盘，加热管右侧连接座安装在右侧加热管安装盘上，纤维增强复合薄壳通过纤维增强复合薄壳安装板与右侧加热管安装盘相连接，丝杠电机、内筒电机及加热管电机依次同心安装在电机连接筒中；所述纤维增强复合薄壳安装板、右侧加热管安装盘为绝热材料。

所述试验台气动载荷激励结构包括中筒、内筒、滑柱、滑柱丝杠、导气管、空压机；在左侧加热管安装盘中间安装有中筒，中筒上有小孔，中筒另一端在安装辅材鼔筒后可嵌入右侧加热管安装盘；内筒置于中筒中央，连接在内筒电机上，内筒上有与中筒上分布相同的小孔；滑柱置于内筒中，滑柱可通过滑柱丝杠控制移动，滑柱丝杠安装在丝杠电机上；空压机通过导气管连接在座体轴上，座体轴与电机连接筒呈中空结构，气体通过电机连接筒进入纤维增强复合薄壳中进行激励；所述试验台气动载荷激励为非接触激励，通过控制中筒上小孔的开闭状态即可实现激励位置的调节。