CN107356390A - 一种薄板振动实验夹具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种薄板振动实验夹具，属于机械工程振动实验技术领域，包括第一层固定件、第二层固定件，第一层固定件和第二层固定件之间设有中间层支撑件、第二层固定件上方设有下层夹板，下层夹板和上层夹板之间放置实验薄板，三角形固定板在上层夹板四个顶角处，各部分之通过角件和T型螺栓连接。本发明中实验薄板通过上下层夹板与第二层固定件的销孔固定，薄板四周实现可靠的固支条件，便于薄板进行各种振动实验，同时下层夹板能够减少实验夹具内部的振动对振动实验的影响；此外，实验夹具采用分体式结构，可以通过调整夹具各结构件的布置，满足不同尺寸的薄板振动实验要求，具有一定的通用性。

Description

一种薄板振动实验夹具

技术领域

本发明涉及机械工程振动实验技术领域，是一种薄板振动实验夹具。

背景技术

随着航空航天、船舶和车辆等机械行业的发展，振动问题越来越受到重视。作为研究振动问题的重要手段，振动实验被普遍地采用。振动夹具作为振动实验的关键环节，关系到实验的成败。传统的薄板振动实验夹具为了满足支撑强度及固支条件的需要，多采用钢材设计成固定的箱形结构，由于其重量较高，结构复杂且无法针对实验板的大小做有效调节，缺乏通用性所以一直未能得到广泛应用。夹具的生产加工耗时耗力，而且需要大量的资金投入，如果一种夹具可以满足多种实验工况的要求，就能极大地节约振动实验的成本。

发明内容

本发明的目的在于克服传统薄板振动实验夹具的不足，通过引入轻型的铝合金型材，提供了一种通用性强、质量轻、刚性好且安装方便的薄板振动实验夹具，增强了传统夹具的实用性。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种薄板振动实验夹具，包括第一层固定件1、角件2、中间层支撑件3、第二层固定件4、下层夹板5、实验薄板6、上层夹板7、三角形固定板8、紧固螺栓9、垫片10、T型螺栓11、法兰螺母12，能够满足不同材质、不同尺寸的实验薄板6振动实验要求。

所述的第一层固定件1为方形，固定于实验台上，包括4根铝型材，4根铝型材围成的方形区域大小可调，方形区域根据实验薄板6的大小确定，激振机位于该方形区域内。所述的铝型材之间通过角件2固定连接，即角件2位于两根相互垂直的铝型材的直角处，T型螺栓11的T型端穿过角件2凹槽后嵌入到铝型材的滑道中，T型螺栓11的另一端用法兰螺母12固定。

所述的中间层支撑件3包括多根互相平行的铝型材，中间层支撑件3的铝型材垂直设置于第一层固定件1和第二层固定件4之间，铝型材之间通过角件2固定连接。中间层支撑件3的铝型材数量在满足支撑强度的前提下，根据实验薄板6的振动特性而定，避免实验夹具固有频率对薄板振动实验的影响，即通过改变铝型材的数量及位置，调节实验夹具的固有频率，使之远离实验薄板6的固有频率，减少其对振动实验的影响。根据不同激振机的高度，通过使用不同高度中间层支撑件3中的铝型材，调节实验夹具高度。

所述的第二层固定件4为方形，位于中间层支撑件3上方，包括4根铝型材，第二层固定件4中4根铝型材围成的方形区域与第一层固定件1中4根铝型材围成的方形区域大小相同；铝型材之间通过角件2固定连接。

所述的下层夹板5、上层夹板7的形状、大小均与第二层固定件4围成的方形区域相同，下层夹板5位于第二层固定件4上方，实验薄板6放置于下层夹板5和上层夹板7之间；上层夹板7厚度大于下层夹板5，重量较大因而可以提高夹具的固支效果。所述的上层夹板7、下层夹板5材质为铝板或者钢板。

所述的第二层固定件4中的各铝型材上、下层夹板5、实验薄板6、上层夹板7上均开有销孔，下层夹板5、实验薄板6、上层夹板7通过紧固螺栓9固定在第二层固定件4的铝型材上。具体为：紧固螺栓9从上到下依次通过销孔贯穿上层夹板7、实验薄板6、下层夹板5和第二层固定件4对应的4根铝型材，并使用垫片10和螺母固定。

所述的三角形固定板8包括4块形状大小一致的直角三角形板，分别放置于上层夹板7的四个角的上方；每个三角形固定板8上均开有与上层夹板7对应的2个销孔，紧固螺栓9从上到下依次通过销孔贯穿三角形固定板8、上层夹板7、实验薄板6、下层夹板5和第二层固定件4，固定在第二层固定件4上。对实验夹具固支能力最为薄弱的四个角处进行固定加强，提高夹具的固支效果。

本发明还可通过增加各铝型材之间角件2的数量，提高实验夹具的稳定性。

本发明实验过程为：根据实验薄板6尺寸，调整实验夹具第二层固定件4围成的方形区域大小及各结构件长度，使用一定数量的铝型材完成本实验夹具组装；其中第一层固定件1固定在实验台上，激振机放置在实验夹具组成的方形区域内，实验薄板6通过上层夹板7和下层夹板5固定在第二层固定件4上；实验中，将通过激振机或其他辅助设备激励实验薄板6。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

(1)本发明可根据不同的激振机高度，使用不同长度的铝型材作为中间层支撑件3，便于调节实验夹具的高度。

(2)三角形固定板8位于上层夹板7的上方，通过安装销孔，使用紧固螺栓9固定在第二层固定件4上；对实验夹具固支能力较为薄弱的四个角处进行了固定加强，提高了夹具的固支效果。

(3)通过上下两层夹板5和7选用不同长度的紧固螺栓9固定，能够适应不同厚度的实验薄板6；且铝型材结构便于加工，根据不同的实验薄板6尺寸要求，实验夹具各结构件易于调整，以满足不同实验薄板6振动实验要求，提高了实验夹具的通用性。

(4)本发明采用铝型材作为主要结构件，成本低，体积小，结构简单，组装操作方便；且各铝型材之间采用角件2连接，方便操作，固定效果好，稳定性强，提高了实验夹具的实用性。

(5)实验夹具可通过增加或减少位于四角的中间层支撑件3铝型材中间的铝型材数量，调整实验夹具的固有频率，从而有效避免实验夹具本身固有频率对薄板振动实验的影响。

附图说明

图1为本发明实验夹具的三维结构示意图；

图2为本发明实验夹具的结构主视图；

图3为本发明实验夹具的三角形固定板的结构示意图；

图4为本发明实验夹具的紧固螺栓结构示意图；

图5为本发明实验夹具的铝型材角件连接示意图；

图中：1第一层固定件、2角件、3中间层支撑件、4第二层固定件、5下层夹板、6实验薄板、7上层夹板、8三角形固定板、9紧固螺栓、10垫片、11T型螺栓、12法兰螺母。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施实例，对本发明进行进一步详细说明。

为解决当前薄板振动实验夹具重量较高、结构复杂和实用性较差的问题，本发明的实施提供了一种薄板振动实验夹具，保证了振动实验的高效率与低成本。如图1-2所示，包括第一层固定件1、角件2、中间层支撑件3、第二层固定件4、下层夹板5、实验薄板6、上层夹板7、三角形固定板8、紧固螺栓9、垫片10、T型螺栓11、法兰螺母12。其中上下层夹板5和7采用尺寸相同的板，第一层固定件1，中间层支撑件3，第二层固定件4，下层夹板5、上层夹板7均包含4-6根同类型材料。

具体的，第一层固定件1通过均匀分布的销孔及使用紧固螺栓9与实验台进行固定连接，具体间距参见：图2结构主视图第一层固定件1销孔；第一层固定件1共包含4根铝型材，4根铝型材围成的方形区域，其大小与实验要求的实验薄板6的设计尺寸相对应，下面以实验薄板6形状为方形为例。两根铝型材之间垂直布置，通过角件2连接；角件2位于两根相互垂直的铝型材的直角处，T型螺栓11的T型端穿过角件2凹槽，嵌入到铝型材的滑道中，另一端用法兰螺母12固定，具体角件2连接安装方式，如图5铝型材角件连接示意图所示。

第一层固定件1固定后，按照实验薄板6设计尺寸，布置中间层支撑件3；作为一种较佳的实施方式，共布置6根互相平行的铝型材，其中4根铝型材分别位于第一层固定件1所围方形区域的四个对角处，方向为竖直向上，其余2根位于两个对角的中间位置，这6根铝型材与第一层固定件1对应位置的铝型材均使用角件2连接，具体角件2连接如图5铝型材角件连接示意图所示；根据实验薄板6的振动特性，所围方形区域四个对角中间的铝型材选择2根，亦可选择增加对应中间铝型材的数量，调节实验夹具的固有频率，使之远离实验薄板6的固有频率，避免实验夹具与实验薄板6发生共振现象。

中间层支撑件3组装完成后，根据实验薄板6的设计尺寸，连接固定第二层固定件4，与第一层固定件1类似的，第二层固定件4的包围方形区域尺寸与实验薄板6尺寸相同，以此保证实验薄板6四周固支条件符合实验要求；第二层固定件4位于中间层支撑件3上方，包含4根铝型材，与第一层固定件1之间通过垂直放置的中间层支撑件3连接。中间层支撑件3与第二层固定件4、第一层固定件1均通过角件2固定连接。

第二层固定件4连接完成之后，选择上下层夹板5和7，其长度与第二层固定件4中的铝型材尺寸相同的；优选地，上层夹板7选用钢材，下层夹板5选用铝材以提高固支效果。根据实验薄板6设计尺寸，对上层夹板7，中间实验薄板6、下层夹板5、第二层固定件4中各铝型材四者分别加工销孔，保证各销孔大小一致，一一对应，可通过紧固螺栓9贯穿并使用垫片10和螺母进行固定；为操作方便，可首先根据实验薄板6设计尺寸，在组装实验夹具之前，加工设计第二层固定件4各铝型材结构的销孔，然后根据铝型材固定件分别加工相同长度的上下层夹板4和6以及对应的销孔；加工完成各结构件销孔之后，即可用紧固螺栓9自上而下分别贯穿上层夹板7、实验薄板6、下层夹板5、第二层固定件4中各铝型材的销孔，使用螺母固定连接，并在紧固螺栓9上下两端分别加垫片10，可加强实验夹具结构件之间连接，提高实验夹具的可靠性。

最后，将三角形固定板8固定于上层夹板7上方，优选地，固定板的材质可以选为钢材且均分布于夹具的四个角处，具体分布位置，如图1三维结构示意图所示。其上开有与上层夹板7相对应的销孔，可用紧固螺栓9自上而下分别贯穿，与夹具整体进行固定，从而对实验夹具固支能力较为薄弱的四个角处进行了固定加强，提高了夹具的固支效果。

以上所述，仅是本发明的较佳实施案例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。

Claims (3)

1.一种薄板振动实验夹具，其特征在于，所述的薄板振动实验夹具包括第一层固定件(1)、角件(2)、中间层支撑件(3)、第二层固定件(4)、下层夹板(5)、实验薄板(6)、上层夹板(7)、三角形固定板(8)、紧固螺栓(9)、垫片(10)、T型螺栓(11)、法兰螺母(12)，能够满足不同材质、不同尺寸的实验薄板(6)振动实验要求；

所述的第一层固定件(1)为方形，固定于实验台上，包括4根铝型材，该4根铝型材围成的方形区域大小根据实验薄板(6)的大小调整确定，激振机位于该方形区域内；所述的铝型材之间通过角件(2)固定连接，T型螺栓(11)的T型端穿过角件(2)凹槽后嵌入到铝型材的滑道中，T型螺栓(11)的另一端通过法兰螺母(12)固定；

所述的中间层支撑件(3)包括多根互相平行的铝型材，该铝型材垂直设置于第一层固定件(1)和第二层固定件(4)之间，铝型材之间通过角件(2)固定连接；中间层支撑件(3)的铝型材数量根据实验薄板(6)的振动特性确定，避免实验夹具固有频率对薄板振动实验的影响，中间层支撑件(3)的铝型材高度根据激振机高度确定；

所述的第二层固定件(4)为方形，位于中间层支撑件(3)上方，包括4根铝型材，该4根铝型材围成的方形区域与第一层固定件(1)中4根铝型材围成的方形区域大小相同；铝型材之间通过角件(2)固定连接；

所述的下层夹板(5)、上层夹板(7)的形状、大小均与第二层固定件(4)围成的方形区域相同，下层夹板(5)位于第二层固定件(4)上方，实验薄板(6)放置于下层夹板(5)和上层夹板(7)之间；

所述的第二层固定件(4)中的铝型材、下层夹板(5)、实验薄板(6)、上层夹板(7)上均开有销孔，紧固螺栓(9)从上到下依次通过销孔贯穿上层夹板(7)、实验薄板(6)、下层夹板(5)和第二层固定件(4)的4根铝型材，并使用垫片(10)和螺母固定；

所述的三角形固定板(8)包括4块形状大小一致的直角三角形板，分别放置于上层夹板(7)的四个角的上方；每个三角形固定板(8)上均开有与上层夹板(7)对应的2个销孔，紧固螺栓(9)从上到下依次通过销孔贯穿三角形固定板(8)、上层夹板(7)、实验薄板(6)、下层夹板(5)和第二层固定件(4)，固定在第二层固定件(4)上。

2.根据权利要求1所述的一种薄板振动实验夹具，其特征在于，所述的上层夹板(7)厚度大于下层夹板(5)，用于提高夹具的固支效果。

3.根据权利要求1或2所述的一种薄板振动实验夹具，其特征在于，所述的上层夹板(7)、下层夹板(5)材质为铝板或者钢板。