CN210037127U - 宽温域内设备基座热振耦合试验*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出宽温域内设备基座热振耦合试验***，用于设备基座在预设条件下的使用模拟试验，所述试验***包括用于固定基座的试验平台；所述平台的基座固定位的左右两侧设有固定于灯阵固定板处的加热阵列；所述基座固定位上方以弹性绳悬挂有激振器；所述激振器输出端经动态力传感器与激振杆相连；所述激振杆向下穿过隔热保温顶板与基座的激励点相连，当试验时，加热阵列对基座加热，激振器通过激振杆在热场之外对基座进行垂直激励使基座产生振动，以模拟热环境下设备振动时传递给基座的振动能量；本实用新型能测取室温至300℃条件下设备基座结构剧烈振动时其热模态特性的变化规律，为宽温域内设备基座的安全设计提供可靠依据。
Description
技术领域
本实用新型涉及实验设备技术领域，尤其是宽温域内设备基座热振耦合试验***。
背景技术
随着加热技术的日益革新，对结构热试验的加热手段也越来越多。模拟热环境的方法主要有气流加热和辐射加热。对比气流加热，辐射加热具有加热时间长、加热能力强、多温区控制等特点，是结构热实验行之有效和应用广泛的全尺寸实验方法。常用于辐射加热的工具包括石英灯加热器、石墨加热器、电弧灯加热器。其中石英灯因其加热功率可调而易于控制，同时便于组装成多种形状与试件外形相仿的加热器，从而被广泛使用。
早期由于受到试验条件的限制，试验一般被分成纯热试验和纯振动试验，这种简化没有考虑到热、振动的耦合作用，使得试验结果与实际工作存在很大的差距。随着科学技术的进步，热振联合试验的方法逐渐被人们广泛使用。目前高温热振联合试验对象一般为平板结构或等直径管路结构等简单结构，针对设备基座等复杂结构的热振试验***研究尚属空白。
发明内容
本实用新型提出宽温域内设备基座热振耦合试验***，能测取室温至300℃条件下设备基座结构剧烈振动时其热模态特性的变化规律，为宽温域内设备基座的安全设计提供可靠依据。
本实用新型采用以下技术方案。
宽温域内设备基座热振耦合试验***，用于设备基座在预设条件下的使用模拟试验，所述试验***包括用于固定基座（16）的试验平台（10）；所述平台的基座固定位的左右两侧设有固定于灯阵固定板（7）处的加热阵列（8）；所述基座固定位上方以弹性绳悬挂有激振器（11）；所述激振器（11）输出端经动态力传感器与激振杆（13）相连；所述激振杆向下穿过隔热保温顶板（14）与基座的激励点相连，当试验时，加热阵列对基座加热，激振器通过激振杆在热场之外对基座进行垂直激励使基座产生振动，以模拟热环境下设备振动时传递给基座的振动能量。
所述加热阵列为以多个均匀排列的石英灯为热源的加热阵列；所述石英灯之间设有微小间隙；所述加热阵列距基座的距离为200～300mm。
所述灯阵固定板两端穿有光轴（9）；灯阵固定板以固定轴支架（15）固定于光轴上；所述灯阵固定板两端的光轴经导向轴支座（17）固定于第一支撑板（3）上；所述灯阵固定板下方的支撑板处设装有万向轮；所述灯阵通过万向轮移动以调节灯阵与基座的间距。
所述基座固定位的前后两旁侧设有隔热保温侧板（6），隔热保温侧板以隔热保温侧板光轴固定于第二支撑板（19）处；所述第二支撑板置于试验平台上并以压板固定。
所述基座固定位的上方设有隔热保温顶板（14）；所述隔热保温顶板以斜杆（18）和光轴支撑；所述斜杆两端以活动套筒（12）固定。
所述基座的肋板处可固定四根陶瓷引伸杆（5）；所述隔热保温顶板（14）处设有与陶瓷引伸杆（5）对应的引伸杆通孔；所述陶瓷引伸杆一端安装于基座处，所述陶瓷引伸杆的另一端穿过引伸杆通孔，该端用于安装加速度传感器（2）以使加速度传感器位于隔热保温顶板的较冷一侧；当进行试验时，基座肋板振动产生的加速信号通过陶瓷引伸杆传导至加速度传感器而被采集测量。
所述加速度传感器和动态力传感器均为表面覆有钛合金的压电式传感器。
所述激振杆、陶瓷引伸杆均以可耐1600℃的刚性高温中空陶瓷材料成型；所述光轴、固定轴支架均以304不锈钢成型。
所述陶瓷引伸杆的直径为8～10mm；所述试验平台为T型槽铸铁平台；当进行试验时，所述基座处设有温度传感器（1）。
本实用新型装置结构简洁，组装方便，并且可针对不同尺寸的设备基座进行适当调节，为船舶设备基座在高温与振动复合条件下的强度校核与安全设计提供了可行的试验方案，具有重要的工程应用价值。
本实用新型克服了现有技术的不足，提供了一种宽温域内设备基座热振耦合试验***，该***能模拟高温环境下设备基座（如：核动力舰艇动力舱的设备基座、航空航天飞行器的发动机基座）的实际工作情况。当设备运行时产生振动，与设备相连的设备基座同时也被激励产生振动，该***可测取室温至300℃的宽温域内热振耦合条件下设备基座模态特性的动态变化规律，为设备基座结构在高温热振动环境下的安全设计提供可靠依据。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步详细的说明：
附图1是本实用新型的激振作业原理示意图；
附图2是本实用新型的加热作业原理示意图；
附图3是基座的示意图；
附图4是本实用新型的示意图；
附图5是本实用新型的俯视向示意图；
图中：1-温度传感器；2-加速度传感器；3-第一支撑板；4-动态力传感器；5-陶瓷引伸杆；6-隔热保温侧板；7-灯阵固定板；8-加热阵列；9-光轴；10-试验平台；11-激振器；12-斜杆套筒；13-激振杆；14-隔热保温顶板；15-固定轴支架；16-基座；17-导向轴支座；18-斜杆；19-第二支撑板。
具体实施方式
如图1-5所示，宽温域内设备基座热振耦合试验***，用于设备基座在预设条件下的使用模拟试验，所述试验***包括用于固定基座16的试验平台10；所述平台的基座固定位的左右两侧设有固定于灯阵固定板7处的加热阵列8；所述基座固定位上方以弹性绳悬挂有激振器11；所述激振器11输出端经动态力传感器4与激振杆13相连；所述激振杆向下穿过隔热保温顶板14与基座的激励点相连，当试验时，加热阵列对基座加热，激振器通过激振杆在热场之外对基座进行垂直激励使基座产生振动，以模拟热环境下设备振动时传递给基座的振动能量。
所述加热阵列为以多个均匀排列的石英灯为热源的加热阵列；所述石英灯之间设有微小间隙；所述加热阵列距基座的距离为200～300mm。
所述灯阵固定板两端穿有光轴9；灯阵固定板以固定轴支架15固定于光轴上；所述灯阵固定板两端的光轴经导向轴支座17固定于第一支撑板3上；所述灯阵固定板下方的支撑板处设装有万向轮；所述灯阵通过万向轮移动以调节灯阵与基座的间距。
所述基座固定位的前后两旁侧设有隔热保温侧板6，隔热保温侧板以隔热保温侧板光轴固定于第二支撑板19处；所述第二支撑板置于试验平台上并以压板固定。
所述基座固定位的上方设有隔热保温顶板14；所述隔热保温顶板以斜杆18和光轴支撑；所述斜杆两端以活动套筒12固定。
所述基座的肋板处可固定四根陶瓷引伸杆5；所述隔热保温顶板14处设有与陶瓷引伸杆5对应的引伸杆通孔；所述陶瓷引伸杆一端安装于基座处，所述陶瓷引伸杆的另一端穿过引伸杆通孔，该端用于安装加速度传感器2以使加速度传感器位于隔热保温顶板的较冷一侧；当进行试验时，基座肋板振动产生的加速信号通过陶瓷引伸杆传导至加速度传感器而被采集测量。
所述加速度传感器和动态力传感器均为表面覆有钛合金的压电式传感器。
所述激振杆、陶瓷引伸杆均以可耐1600℃的刚性高温中空陶瓷材料成型；所述光轴、固定轴支架均以304不锈钢成型。
所述陶瓷引伸杆的直径为8～10mm；所述试验平台为T型槽铸铁平台；当进行试验时，所述基座处设有温度传感器1。
实施例：
在进行设备基座高温热振耦合试验时，两排石英灯加热阵列使基座表面形成300℃的热环境，同时激振器通过激振杆使基座产生振动，形成高温热振耦合试验环境。肋板上的加速信号通过陶瓷引伸杆传递到高温热场之外，对基座表面的振动信号实时动态跟踪测量，为研制工作在高温环境下的设备基座提供了有效的动态高温试验手段，该试验装置具有重要的工程应用价值。
Claims (9)
1.宽温域内设备基座热振耦合试验***，用于设备基座在预设条件下的使用模拟试验，其特征在于：所述试验***包括用于固定基座（16）的试验平台（10）；所述平台的基座固定位的左右两侧设有固定于灯阵固定板（7）处的加热阵列（8）；所述基座固定位上方以弹性绳悬挂有激振器（11）；所述激振器（11）输出端经动态力传感器与激振杆（13）相连；所述激振杆向下穿过隔热保温顶板（14）与基座的激励点相连，当试验时，加热阵列对基座加热，激振器通过激振杆在热场之外对基座进行垂直激励使基座产生振动，以模拟热环境下设备振动时传递给基座的振动能量。
2.根据权利要求1所述的宽温域内设备基座热振耦合试验***，其特征在于：所述加热阵列为以多个均匀排列的石英灯为热源的加热阵列；所述石英灯之间设有微小间隙；所述加热阵列距基座的距离为200～300mm。
3.根据权利要求1所述的宽温域内设备基座热振耦合试验***，其特征在于：所述灯阵固定板两端穿有光轴（9）；灯阵固定板以固定轴支架（15）固定于光轴上；所述灯阵固定板两端的光轴经导向轴支座（17）固定于第一支撑板（3）上；所述灯阵固定板下方的支撑板处设装有万向轮；所述灯阵通过万向轮移动以调节灯阵与基座的间距。
4.根据权利要求3所述的宽温域内设备基座热振耦合试验***，其特征在于：所述基座固定位的前后两旁侧设有隔热保温侧板（6），隔热保温侧板以隔热保温侧板光轴固定于第二支撑板（19）处；所述第二支撑板置于试验平台上并以压板固定。
5.根据权利要求4所述的宽温域内设备基座热振耦合试验***，其特征在于：所述基座固定位的上方设有隔热保温顶板（14）；所述隔热保温顶板以斜杆（18）和光轴支撑；所述斜杆两端以活动套筒（12）固定。
6.根据权利要求5所述的宽温域内设备基座热振耦合试验***，其特征在于：所述基座的肋板处可固定四根陶瓷引伸杆（5）；所述隔热保温顶板（14）处设有与陶瓷引伸杆（5）对应的引伸杆通孔；所述陶瓷引伸杆一端安装于基座处，所述陶瓷引伸杆的另一端穿过引伸杆通孔，该端用于安装加速度传感器以使加速度传感器位于隔热保温顶板的较冷一侧；当进行试验时，基座肋板振动产生的加速信号通过陶瓷引伸杆传导至加速度传感器而被采集测量。
7.根据权利要求6所述的宽温域内设备基座热振耦合试验***，其特征在于：所述加速度传感器和动态力传感器均为表面覆有钛合金的压电式传感器。
8.根据权利要求6所述的宽温域内设备基座热振耦合试验***，其特征在于：所述激振杆、陶瓷引伸杆均以可耐1600℃的刚性高温中空陶瓷材料成型；所述光轴、固定轴支架均以304不锈钢成型。
9.根据权利要求6所述的宽温域内设备基座热振耦合试验***，其特征在于：所述陶瓷引伸杆的直径为8～10mm；所述试验平台为T型槽铸铁平台；当进行试验时，所述基座处设有温度传感器（1）。
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2019
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