CN105699033A - 纤维增强复合薄壁构件的高频气激试验装置 - Google Patents

Abstract

一种通过机械方式调节气激频率的，用于进行纤维增强复合薄壁构件气激实验的实验装置，包括底座和设置在底座上的电机，电机的轴上设置有高频气激调节盘，所述高频气激调节盘上设置有若干个贯通高频气激调节盘的盘面的通气孔，在高频气激调节盘的两侧分别设置有用于入气的换向阀和用于出气的气体导向器，所述换向阀和气体导向器均与高频气激调节盘的盘面密贴设置，在底座上还设置有能够上下移动的活动架，在活动架上设置有气流换向器，在气流换向器的下方的底座上设置有实验台。本发明的高频气激实验装置能够以较高的精度产生稳定的多梯度频率的气体激励、以及不同角度和位置的气体激励，寿命长，结构简单，便于维修。

Description

纤维增强复合薄壁构件的高频气激试验装置

技术领域：

本发明属于振动疲劳测试技术领域，具体是一种纤维增强复合薄壁构件的高频气激试验装置。

背景技术：

纤维增强复合材料及其结构的比强度高、比模量高、材料具有可设计性、热稳定性好，而且还具有承载力大、重量轻等优点，广泛应用于航空、航天、机械、船舶、体育器械、电气设备、医学、兵器工业与化学工业等领域。随着现代工业水平的不断提高，很多纤维增强复合薄壁构件，例如复合材料叶片、复合材料整体叶盘以及复合圆柱壳，其经常工作在高速旋转、高温、腐蚀气体冲蚀等恶劣环境中，由此带来的振动疲劳、振动失效问题越来越突出。

为了有效地对纤维增强复合薄壁构件进行振动抑制，克服其疲劳失效问题，需要设计并开发可效模拟振动、声激、气激等多种激振方式的实验装置或***，并加深相关振动测试技术及方法的研究，进而掌握其在不同激励环境下的振动行为特点。

目前，人们在气体激振领域已经设计了一些气体激励装置，但依旧存在一些问题。专利ZL97113542.8公开了一种气体激励装置，主要原理为文丘里原理，适用性差，无法改变激励时气体的频率以及气体的激励方向，功能单一；专利ZL200680019104.0与ZL200580032842.4所公开的激励装置，由于较为依靠电磁装置，对于高频状态下的激励，控制存在不确定性，由于弹簧弹性的弱化使得该套装置的使用寿命短且不易维修。另外，上述激励装置，均无法实现对复合薄壁构件的进行高频激励的目的。

发明内容：

为解决现有技术存在的问题，本发明提出一种通过机械方式调节气激频率的，用于进行纤维增强复合薄壁构件气激实验的实验装置，包括底座和设置在底座上的电机，电机的轴上设置有高频气激调节盘，所述高频气激调节盘上设置有若干个贯通高频气激调节盘的盘面的通气孔，在高频气激调节盘的两侧分别设置有用于入气的换向阀和用于出气的气体导向器，所述换向阀和气体导向器均与高频气激调节盘的盘面密贴设置，在底座上还设置有能够上下移动的活动架，在活动架上设置有气流换向器，在气流换向器的下方的底座上设置有实验台。

所述气流换向器包括三个气缸及束管器，所述三个气缸的后端均铰接设置在活动架上，气缸的前端铰接设置在束管器上。

所述电机优选为伺服电机。

所述通气孔呈环形设置，在高频气激调节盘上设置有内、外两环通气孔。

本发明的有益效果是，能够以较高的精度产生稳定的多梯度频率的气体激励、以及不同角度和位置的气体激励，寿命长，结构简单，便于维修。

附图说明：

图1是本发明的一个实施例的结构示意图；

图2是图1的立体图；

图3是图2的后部的结构示意图；

图4是图1的高频气激调节盘的结构示意图；

图5是图1的活动架及气缸的结构示意图；

1-电机，2-联轴器，3-两位三通换向阀，4-底座，5-高频气激调节盘，6-气体导向器，7-实验台，8-活动架，9-气缸，10-束管器，11-丝杠，12-两位三通换气阀进气口，13-气体导向器出气孔，14-通气孔。

具体实施方式：

下面结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明，如图1~图5所示，本发明的一个实施例，一种通过机械方式调节气激频率的，用于进行纤维增强复合薄壁构件气激实验的实验装置，包括底座4和设置在底座4上的电机1，电机1的轴上设置有高频气激调节盘5，所述高频气激调节盘5上设置有若干个贯通高频气激调节盘5的盘面的通气孔14，所述通气孔14呈环形设置，在高频气激调节盘5上设置有内、外两环，用于提高气体冲击的频率，在高频气激调节盘5的两侧分别设置有用于入气的换向阀和用于出气的气体导向器6，所述换向阀为两位三通换向阀3，用于同内、外两环通气孔14相配合，所述两位三通换向阀3和气体导向器6均与高频气激调节盘5的盘面密贴设置，在底座上还设置有能够上下移动的活动架8，所述活动架8通过丝杠11带动，能够自动的上下活动，在活动架8上设置有气流换向器6。所述气流换向器6包括三个气缸9及束管器10，所述三个气缸9的后端均铰接设置在活动架8上，前端铰接设置在束管器10上，通过控制气缸9即可控制束管器10的角度。

所述电机1优选为伺服电机，为了方便安装和维护，可以通过联轴器2连接高频气激调节盘5的轴和电机1的轴。

在本实施例使用前，首先将气体压缩机的出气管连接两位三通换向阀进气口12，将气体导向器出气口13连接气管，并将气管固定在束管器10内，将待测的纤维增强复合薄壁构件装夹在实验台7上，然后启动电机1，带动高频气激调节盘5转动。在高频气激调节盘5的转动过程中，由于通气孔14是贯穿高频气激调节盘5的，可以通过调整电机1的转速来调节高频气激调节盘5的转速，进而调整了通过两位三通换气阀3和气体导向器6之间的气体脉冲频率，气体脉冲强度通过调整空气压缩机的空气压力即可调整，气体脉冲的方向通过调整不同气缸9的伸缩，即可调整气体脉冲的方向。为了减少室内空气流动对实验的影响，并减小噪音和对实验者的影响，底盘可以设置在密封柜内。

Claims (4)

1.一种纤维增强复合薄壁构件的高频气激试验装置，其特征在于，包括底座和设置在底座上的电机，电机的轴上设置有高频气激调节盘，所述高频气激调节盘上设置有若干个贯通高频气激调节盘的盘面的通气孔，在高频气激调节盘的两侧分别设置有用于入气的换向阀和用于出气的气体导向器，所述换向阀和气体导向器均与高频气激调节盘的盘面密贴设置，在底座上还设置有能够上下移动的活动架，在活动架上设置有气流换向器，在气流换向器的下方的底座上设置有实验台。

2.根据权利要求1所述的纤维增强复合薄壁构件的高频气激试验装置，其特征在于，所述气流换向器包括三个气缸及束管器，所述三个气缸的后端均铰接设置在活动架上，气缸的前端铰接设置在束管器上。

3.根据权利要求1所述的纤维增强复合薄壁构件的高频气激试验装置，其特征在于，所述电机为伺服电机。

4.根据权利要求1所述的纤维增强复合薄壁构件的高频气激试验装置，其特征在于，所述通气孔呈环形设置，在高频气激调节盘上设置有内、外两环通气孔。