[发明专利]一种结构疲劳寿命的试验方法

说明书

本发明公开了一种结构疲劳寿命的试验装置，包括：待测结构、振子、振动台及第一紧固件；所述待测结构上的大位移要求点处安装所述振子；其中，所述大位移要求点为所述待测结构上达到预设的位移加载要求的位置；所述待测结构通过所述第一紧固件固定在所述振动台上，所述振动台的振动方向与所述位移加载要求对应的振动方向一致。本发明还公开了一种结构疲劳寿命的试验方法，能有效保证振子的强度和耐久性，能有效增大在特定目标激励频率下的目标振幅，并实现多方向共振。

技术领域

本发明涉及疲劳寿命测试技术领域，尤其涉及一种结构疲劳寿命的试验方法。

背景技术

疲劳是结构常见的一种破坏形式，为在试验台上获取结构的疲劳寿命，常常要通过试验设备使结构产生往复变形，在某些情况下，试验要求变形幅度大，且为了节省试验时间需要加大试验频率，但是现有设备很难实现高频率下的大位移加载。众所周知，结构在受到接近自身固有频率的激励下会发生共振并产生振幅的急剧增加，利用这一原理，一些研究文献提出了基于共振的航空发动机叶片振动疲劳测量装置，其中具有代表性的是“夹具工装放大法”。具体的，试验叶片结构通过一个特制的夹具工装固定在振动台上，该夹具工装被设计成某阶自振频率与试验频率一致，当振动台以该试验频率运行时，夹具工装产生共振，并将放大的振动幅度传递给试验叶片结构。试件整体发生大位移振动，但关注的叶片本身不一定发生大变形，因为叶片的自振频率与试验频率不一定一致，且夹具设计成具有共振效果后，其强度和耐久性很难得到保证。

发明内容

本发明实施例提供一种结构疲劳寿命的试验方法，能有效保证振子的强度和耐久性，能有效增大在特定目标激励频率下的目标振幅，并实现多方向共振。

本发明一实施例提供了一种结构疲劳寿命的试验装置，包括：待测结构、振子、振动台及第一紧固件；

所述待测结构上的大位移要求点处安装所述振子；其中，所述大位移要求点为所述待测结构上达到预设的位移加载要求的位置；

所述待测结构通过所述第一紧固件固定在所述振动台上，所述振动台的振动方向与所述位移加载要求对应的振动方向一致。

作为上述方案的改进，所述试验装置还包括第二紧固件；

所述振子通过所述第二紧固件固定于所述待测结构上。

本发明另一实施例对应提供了一种结构疲劳寿命的试验方法，适用于上述的结构疲劳寿命的试验装置，包括步骤：

获取振动台的振动方向、待测结构的目标频率及目标振幅；

基于所述振动方向及所述目标频率进行仿真试验，得到所述待测结构的共振频率，并确定振子的质量及所述待测结构上的大位移要求点的位置；

当所述共振频率达到预设的共振条件时，基于所述目标频率逐渐增大所述振动台的振幅，使得所述大位移要求点的位移达到所述目标振幅。

作为上述方案的改进，所述基于所述振动方向及所述目标频率进行仿真试验，得到所述待测结构的共振频率，并确定振子的质量及所述待测结构上的大位移要求点的位置，具体包括：

采用预设的仿真模型，初步确定所述振子的初始质量及所述大位移要求点的初始位置，并得到所述待测结构的共振频率；

基于所述共振频率与所述目标频率进行试验调整，得到振子调整质量，并根据所述振子调整质量及所述振子的初始质量，确定所述振子的质量及所述待测结构上的大位移要求点的位置。

作为上述方案的改进，所述采用预设的仿真模型，初步确定所述振子的初始质量及所述大位移要求点的初始位置，并得到所述待测结构的共振频率，具体包括：

采用所述仿真模型，构建所述待测结构及所述振子对应的三维模型与振子模型；

设置与预设的工况对应的仿真边界条件；