[发明专利]一种用于振动力学模态试验的实验装置

说明书

本发明涉及模态试验技术，具体为一种用于振动力学模态试验的实验装置，包括实验模型、夹具、基座柱和实验基座底板，其中实验模型的两端设置方形孔槽，夹具设有两组，每组夹具均包括夹具上块和夹持杆，第一组夹具的夹持杆横截面为方形，第二组夹具的夹持杆横截面为圆形；每组夹具的夹具上块均通过夹持杆与实验模型连接，方形横截面的夹持杆与方形孔槽的尺寸相配合，圆形横截面的夹持杆与方形孔槽以内切形式相结合；夹具上块与基座柱相固定；基座柱与实验基座底板相连接。该实验装置可以灵活改变实验工况，方便安装和拆卸。

技术领域

本发明涉及模态试验技术，具体为一种用于振动力学模态试验的实验装置。

背景技术

模态试验又称试验模态分析，为确定线性振动系统的模态参数所进行的振动试验。试验模态分析主要是通过模态实验，测量系统的振动响应信号，或同时测量系统的激励信号、响应信号，从测量到的信号中,识别描述系统动力特征的模态参数。模态参数是在频率域中对振动系统固有特性的一种描述，一般指的是系统的固有频率、阻尼比、振型和模态质量等。

常用的模态试验采用激振器激励待测结构，对待测结构产生一个激励力，采集待测结构在激振器下的参数变化，进行模态分析，从而获得待测结构的动力特性。但是传统的模态试验装置的实验工况(如边界条件、激振方式)单一，通常采用一端固支、一端自由的悬臂结构，以及单点或定点激励的方式；另一方面实验装置的约束方式的改变和拆卸也比较复杂；激振点往往因激振设备的固定也变得相对单一，不方便改变激振器的激励位置；设计复杂，加工成本高。

发明内容

为解决现有技术所存在的技术问题，本发明提供一种用于振动力学模态试验的实验装置，该实验装置可以灵活改变实验工况，方便安装和拆卸。

本发明采用以下技术方案来实现：用于振动力学模态试验的实验装置，包括实验模型、夹具、基座柱和实验基座底板，其中实验模型的两端设置方形孔槽，夹具设有两组，每组夹具均包括夹具上块和夹持杆，第一组夹具的夹持杆横截面为方形，第二组夹具的夹持杆横截面为圆形；

每组夹具的夹具上块均通过夹持杆与实验模型连接，方形横截面的夹持杆与方形孔槽的尺寸相配合，圆形横截面的夹持杆与方形孔槽以内切形式相结合；

夹具上块与基座柱相固定；基座柱与实验基座底板相连接。

优选地，所述基座柱包括上基座柱和下基座柱，上基座柱与下基座柱通过螺栓杆连接。所述夹具上块通过螺栓与上基座柱相固定。

优选地，所述实验模型为水平实验钢梁，所述夹具为梁端夹具。

优选地，所述实验基座底板上设有用于固定激振器夹持装置的多个螺纹孔。所述激振器夹持装置采用螺栓固定在螺纹孔上，或者通过安装在螺纹孔上的滑道设置在实验基座底板上。

从以上技术方案可知，本发明设计的振动力学模态试验的实验装置，主要部件为水平实验钢梁、梁端夹具(夹具上块和夹持杆)、可调节高度的基座柱和实验基座底板，结构简单，方便拆卸，外形适用性好，实验工况可灵活改变。与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：

1、实验钢梁的两端分别设有方形孔槽，可以根据实验要求，通过选择夹持杆截面形状(圆形或方形)与实验钢梁方形孔槽截面的组合形式来实现实验钢梁端不同的固定方式；还可以自由改变实验钢梁的约束条件，去除一端的约束支座，变为悬臂实验梁系统。

2、由于基座柱的高度整体上可调，对于风致振动的模态试验可以根据风洞的高度来调节实验装置的高度。

3、实验基座底板上预留有螺纹孔，一方面便于改变激振器的安装位置，即改变激励位置，对于研究不同激励位置对系统的可辨识性的影响的实验中，可以根据实验情况改变激振设备的不同位置来实现；另一方面，可在实验基座底板上放置多个激振器支架配备多个激振器，从而实现多输入系统的模态参数辨识。

附图说明