[发明专利]一种基于多轴摇摆与振动复合试验平台的试验方法

说明书

本发明公开了一种基于多轴摇摆与振动复合试验平台的试验方法，属于可靠性模拟试验技术领域。该方法的实现步骤包括确定任务剖面、获得试验载荷量级；选择试验件，进行外观检查和功能检查；将试验件安装在夹具上；在试验件和试验台上安装传感器；检查试验台、夹具和测量系统的功能，检查试验台摇摆功能输入‑输出对应关系；对试验件施加规定的振动和摇摆载荷，并进行等效性验证；最后运行试验件，开始可靠性模拟试验，实时监控振动和摇摆量值。本发明的方法能够指导试验人员充分地利用试验平台完成在振动、摇摆载荷下的可靠性模拟试验。

技术领域

本发明属于可靠性模拟试验技术领域，具体涉及一种基于多轴摇摆与振动复合试验平台的试验方法。

背景技术

对装备的可靠性评估可以采取多种手段，其中对装备进行可靠性模拟台架试验是较为常用的一种。对于舰载机电装备，其在工作时主要受到的载荷为振动和摇摆，其中发动机带来的振动加速度可达到30g，而风浪等外力可使船体发生±45°的摇摆。现有的模拟试验方法是通过简化载荷，只进行振动模拟试验而忽略摇摆载荷，或者反之只进行摇摆模拟试验。目前对试验的简化处理，使得相应的能够同时提供振动和摇摆载荷的试验台也未曾被开发出来。

在现有的试验方法中，GJB150.16A-2009和GJB150.23A-2009可作为可参考的试验方法。其中GJB 150.16A-2009提出了对于军用水面船的振动试验。该试验方法将船的振动表示为一个跟自然环境激励、强迫激励、舰船结构、装备安装结构和装备响应相关的复杂函数。该函数包括螺旋桨旋转轴旋转、往复机械及船体共振引起的周期分量，和由于航速、海况、机动等变化诱发的随机分量。将船的振动分解为正弦部分和随机部分，分别施加。采用通用的实验室振动台作为振动激励设备，将振动通过夹具/试件界面作用在试件上，根据需求可施加稳态和瞬态两种振动。正弦部分的试验量级可根据需要来确定试验的振动频率、振动位移和振动加速度；随机部分的试验量级可根据要求来确定加速度谱密度和(对数)频率。振动随机部分三个正交轴每个轴向试验持续时间为2小时，正弦部分试验持续时间应在选定的试验频率范围内，以每分钟一个倍频程的速率进行10次扫描循环。

GJB150.23A-2009提出了舰船设备的倾斜摇摆环境试验方法。试验将倾斜分为横倾和纵倾两种形式，将摇摆分为横摇和纵摇两种形式。并将整个试验分为三个程序：Ⅰ倾斜、Ⅱ摇摆、Ⅲ倾斜和摇摆综合试验。使用摇摆试验台使试件发生倾斜、摇摆运动，通过改变摇摆试验台的空间位置，使试件承受不同类型的应力。倾斜试验的主要量级是倾斜角度的大小，摇摆试验的主要量级是摇摆角度和周期的大小，摇摆周期应根据舰船排水量和海况确定，若有装备技术文件能提供实际摇摆周期，应按实际使用条件确定试验周期，若无，则参考相应的经验数据。试件安装方式、技术状态(在运输中、贮存中或是在工作中)应与实际使用情况相同或相近。倾斜试验时试验台应具备紧固水平，确保试验对象在最大试验载荷下能稳定保持在规定位置上，不发生明显晃动、漂移；摇摆试验台应至少模拟一种形式的舰船摇摆，通常是横摇和(或)纵摇，其摇摆角度和周期应能任意调节，波形失真小于15％。测试、检测为保证试件工作或通电的外部连接所形成的附加质量和约束，应保持最小或尽可能与实际安装相似，并控制摇摆角度、摇摆周期和倾斜角度的允差不超过规定值的±5％。满足以上条件，则可视为试验与实际等效。

根据GJB150.23A-2009中7.3.2规定的摇摆试验步骤如下：

a)将试件按其实际工作状态安装在试验台上；

b)除技术文件另有规定外，应使试件处在其工作状态，并稳定在要求的温度下(如适用)，用检测仪器对试验参数进行监视；

c)按技术文件确定的试验摇摆角度和摇摆周期进行试验；

d)按技术文件对试件进行工作性能检测，并记录检测结果；

e)除技术文件另有规定外，应保持该条件至少30min；

f)将试验台恢复至试验前的状态；