CN215768039U - 扭转刚度试验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种扭转刚度试验装置，用于改善扭转刚度试验装置结构复杂的情况。根据本实用新型的实施例，在该扭转刚度试验装置中，工装用于装载被测件，在装载情况下，固定被测件的第一端，允许被测件的第二端扭转振动；激振装置安装于工装；配重块可调节地安装于工装，用于调节转动惯量；以及测量模块用于与被测件或工装耦接。激振装置对工装施加振动激励，以使被测件的第二端在装有配重块的情况下产生扭转振动，测量模块获得在扭转振动下的固有频率。扭转刚度试验装置通过设置测量模块和激振装置，实现了对扭转振动下固有频率的测量，使得扭转刚度试验装置的操作简便，便于工程应用，同时避免了静力加载作动器的使用，结构简单。
Description
技术领域
本实用新型涉及试验装置，尤其涉及一种扭转刚度试验装置。
背景技术
航空发动机机匣是发动机的重要承力构件，随着发动机向轻量化发展，机匣的重量越来越轻，刚度越来越小。作为发动机中的重要组件，机匣的刚度也会影响发动机整机的强度和动力特性，因此需要通过试验测试等方法获取机匣的刚度数据，其中，获取扭转刚度所常用的刚度试验方法是通过作动器静力加载，由于需要至少两个作动器协同加载以及需要考虑协同加载采用位移测量等因素，静力加载试验方法所需的试验装置结构复杂，试验周期较长。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种扭转刚度试验装置，用于改善扭转刚度试验装置结构复杂的情况。
根据本实用新型的实施例，该扭转刚度试验装置设置有工装、激振装置、配重块以及测量模块。工装用于装载被测件，在装载情况下，固定所述被测件的第一端，允许所述被测件的第二端扭转振动；激振装置安装于所述工装；配重块可调节地安装于所述工装，用于调节转动惯量；测量模块用于与所述被测件或所述工装耦接；所述激振装置施加振动激励，以使所述被测件的第二端在装有所述配重块的情况下产生扭转振动，所述测量模块获得在扭转振动下的固有频率。
在一个或多个实施例中，所述工装包括底盘和第二转接件，用于固定所述被测件的第一端；
其中，所述底盘的下端用于与基础固定连接，所述底盘的上端与所述第二转接件的下端固定连接，所述被测件的第一端固定安装于所述第二转接件的上端。
在一个或多个实施例中，所述工装包括第一转接件以及加载盘，用于传递所述振动激励；
其中，所述激振装置设置于所述加载盘，所述加载盘与所述第一转接件连接，所述被测件的第二端固定安装于所述第一转接件，在所述被测件的第二端固定安装于所述第一转接件的情况下，所述振动激励通过所述加载盘和所述第一转接件传递至所述被测件的第二端。
在一个或多个实施例中，所述激振装置包括加载块和激振器，所述加载块设置于所述加载盘，所述激振器对所述加载块施加所述振动激励，所述振动激励通过所述加载块传递至所述加载盘。
在一个或多个实施例中，所述加载盘具有中心轴，所述加载块绕所述中心轴中心对称设置于所述加载盘，每个所述加载块均配置有一个所述激振器。
在一个或多个实施例中，所述加载块数量为两个。
在一个或多个实施例中，所述配重块可拆卸地安装于所述加载盘。
在一个或多个实施例中，所述测量模块包括加速度传感器和座体，所述加速度传感器安装于所述座体，所述座体设置于所述第一转接件。
在一个或多个实施例中，所述被测件为机匣。
本实用新型的实施例具备如下有益效果：
通过设置测量模块和激振装置，实现了对扭转振动下固有频率的测量，使得扭转刚度试验装置的操作简便，便于工程应用，同时避免了静力加载作动器的使用，结构简单。
附图说明
本实用新型的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：
图1是扭转刚度试验装置的结构示意图。
具体实施方式
“下”、“上”等方位术语以如图所示的实施例为参考。如本文所使用的，术语“第一”，“第二”可以互换使用以将一个部件与另一个部件区分开，并且不旨在表示各个部件在各个实施方式中必须位于如图所示的位置。
如图1所示，扭转刚度试验装置包括工装1、激振装置2、配重块3以及测量模块4，被测件5为机匣5。
工装1用于装载机匣5。如图1所示，工装1包括底盘6和第二转接件7，底盘6的下端用于与基础固定连接，底盘6的上端与第二转接件7的下端固定连接，机匣5的第一端固定安装于第二转接件7的上端，第二转接件7的扭转刚度大于机匣5的扭转刚度。底盘6和第二转接件7用于固定机匣5的第一端，在机匣5的第一端固定安装于第二转接件7的情况下，机匣5的第一端通过底盘6和第二转接件7间接固定于基础。
在能够保证底盘6与基础固定连接的条件下，基础选择光滑的平面，例如平整的地面或者试验台，底盘6与基础、底盘6与第二转接件7以及第二转接件7与机匣5第一端的固定连接通过螺栓连接可拆卸地实现，在另一个或多个实施例中，通过卡扣等可拆卸的方式或者焊接等不可拆卸的方式实现。应当理解的是，在另一个或多个实施例中，不局限于底盘6和第二转接件7，工装1的形状结构可能会因为被测件5形状结构的不同而变化，但只要在被测件5装载情况下能够固定被测件5的一端，就能够解决被测件5在扭转刚度试验时固定端的装载问题，实现相应的效果。
如图1所示，工装1包括第一转接件8以及加载盘9，加载盘9与第一转接件8的上端连接，机匣5的第二端固定安装于第一转接件8的下端，第一转接件8的扭转刚度大于机匣5的扭转刚度，激振装置2安装于加载盘9的盘面。加载盘9和第一转接件8用于传递激振装置2的振动激励至机匣5的第二端，在机匣5的第二端固定安装于第一转接件8的情况下，振动激励通过加载盘9和第一转接件8传递至机匣5的第二端，同时，加载盘9和第一转接件8允许机匣5的第二端扭转振动。
加载盘9与第一转接件8以及第一转接件8与机匣5的连接通过螺栓连接可拆卸地实现，在另一个或多个实施例中，通过卡扣等可拆卸的方式或者焊接等不可拆卸的方式实现。应当理解的是，在另一个或多个实施例中，不局限于加载盘9和第一转接件8，工装1的形状结构可能会因为被测件5形状结构的不同而变化，但只要在被测件5装载情况下能够传递振动激励至被测件5的一端并允许该端扭转振动，就能够解决被测件5在扭转刚度试验时振动端的装载问题，实现相应的效果。
如图1所示，激振装置2包括加载块10和激振器11，加载盘9具有中心轴，加载块10数量为两个，绕中心轴中心对称设置于加载盘9的盘面，每个加载块10均配置有一个激振器11，围绕中心轴中心对称设置的加载块10使得激振器11方便同时对两个个加载块10施加振动激励，振动激励通过加载块10传递至加载盘9，进而使振动激励均衡地施加于加载盘9，为机匣5的扭转振动提供稳定均匀的输入。
在另一个或者多个实施例中，加载块10数量为多个，应当理解的是，加载块10只要绕中心轴中心对称设置于加载盘9的盘面并同时对其施加振动激励，就可以使振动激励均衡地施加于加载盘9，实现为机匣5的扭转振动提供稳定均匀输入的效果。
进一步地，在另一个或者多个实施例中，不局限于加载块10和激振器11，激振装置2的设置可能会因为工装1形状结构的不同而变化，应当理解的是，只要激振装置2能够施加振动激励，以使被测件5的一端产生扭转振动，就能够解决为被测件5的扭转振动提供振动激励输入这一问题，实现相应的效果。
如图1所示，配重块3可拆卸地安装于加载盘9的盘面，通过换装转动惯量不同的配重块3，用于调节机匣5第二端的转动惯量。配重块3与加载盘9的可拆卸连接通过螺栓连接实现。
在另一个或者多个实施例中，配重块3与加载盘9的可拆卸连接通过卡扣连接实现。进一步地，在另一个或者多个实施例中，配重块3的设置可能会因为工装1形状结构的不同而变化，例如，配重块3设置在第一转接件8上而非加载盘9的盘面上，应当理解的是，只要配重块3转动惯量可调节地安装于工装1，就能够解决调节被测件5一端转动惯量的问题，实现相应的效果。
如图1所示，测量模块4包括加速度传感器12和座体13，座体13设置于第一转接件8的侧面，加速度传感器12通过螺钉安装于座体13的安装面，加载盘9的中心轴位于加速度传感器12在座体13的安装面内。
在另一个或者多个实施例中，加速度传感器12通过磁力安装座或者探针或者胶粘剂安装于座体13的安装面。在另一个或者多个实施例中，测量模块4的设置可能会因为工装1形状结构的不同而变化，例如，加速度传感器12和座体13设置在被测件5表面而非第一转接件8上，应当理解的是，只要测量模块4与被测件5或工装1耦接并能够测得在扭转振动下的固有频率，就能够解决在试验中获取固有频率的问题，实现相应的效果。
下面对扭转刚度试验装置的使用进行描述：
在加载盘9上安装转动惯量为J1的配重块3，通过激振器11对加载块10施加振动激励，振动激励通过加载块10传递至加载盘9，进而对机匣5提供产生扭转振动所需的振动激励输入；
接收到振动激励输入的机匣5的第二端连同第一转接件8、加载盘9、加载块10、配重块3、座体13以及加速度传感器12产生扭转振动，上述扭转振动的机构共同构成扭转体，加速度传感器12测得扭转体在扭转振动模态下的第一阶固有频率f1；
在加载盘9上安装转动惯量为J2的配重块3，通过激振器11对加载块10施加振动激励，振动激励通过加载块10传递至加载盘9，进而对机匣5提供产生扭转振动所需的振动激励输入；
接收到振动激励输入的机匣5的第二端连同第一转接件8、加载盘9、加载块10、配重块3、座体13以及加速度传感器12产生扭转振动，上述扭转振动的机构共同构成扭转体，加速度传感器12测得扭转体在扭转振动模态下的第二阶固有频率f2；
通过扭转振动的微分方程、扭转刚度与转动惯量以及固有频率的关系，可以得到
其中，k为机匣5的扭转刚度，π为圆周率。
可以看到，该扭转刚度试验装置通过设置测量模块4和激振装置2，实现了对扭转振动下固有频率的测量，能够方便地求出机匣5的扭转刚度，避免了静力加载作动器的使用，结构简单，操作简便，简化了试验流程，提高了试验效率，便于工程应用。
在本实施例中，被测件5以机匣5为例进行说明，应当注意的是，该扭转刚度试验装置的使用对象并不局限于机匣5，在另一个或多个实施例中，在作出适当的适应性调整后，该扭转刚度试验装置能够适用于其他被测件。本实用新型虽然以实施例公开如上，但其并不是用来限定本实用新型，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。
Claims (9)
1.一种扭转刚度试验装置，其特征在于，包括：
工装，用于装载被测件，在装载情况下，固定所述被测件的第一端，允许所述被测件的第二端扭转振动；
激振装置，安装于所述工装；
配重块，可调节地安装于所述工装，用于调节转动惯量；以及
测量模块，用于与所述被测件或所述工装耦接；
其中，所述激振装置施加振动激励，以使所述被测件的第二端在装有所述配重块的情况下产生扭转振动，所述测量模块获得在扭转振动下的固有频率。
2.根据权利要求1所述的扭转刚度试验装置，其特征在于，所述工装包括底盘和第二转接件，用于固定所述被测件的第一端；
其中，所述底盘的下端用于与基础固定连接，所述底盘的上端与所述第二转接件的下端固定连接，所述被测件的第一端固定安装于所述第二转接件的上端。
3.根据权利要求1所述的扭转刚度试验装置，其特征在于，所述工装包括第一转接件以及加载盘，用于传递所述振动激励；
其中，所述激振装置设置于所述加载盘，所述加载盘与所述第一转接件连接，所述被测件的第二端固定安装于所述第一转接件，在所述被测件的第二端固定安装于所述第一转接件的情况下，所述振动激励通过所述加载盘和所述第一转接件传递至所述被测件的第二端。
4.根据权利要求3所述的扭转刚度试验装置，其特征在于，所述激振装置包括加载块和激振器，所述加载块设置于所述加载盘，所述激振器对所述加载块施加所述振动激励，所述振动激励通过所述加载块传递至所述加载盘。
5.根据权利要求4所述的扭转刚度试验装置，其特征在于，所述加载盘具有中心轴，所述加载块绕所述中心轴中心对称设置于所述加载盘，每个所述加载块均配置有一个所述激振器。
6.根据权利要求5所述的扭转刚度试验装置，其特征在于，所述加载块数量为两个。
7.根据权利要求3所述的扭转刚度试验装置，其特征在于，所述配重块可拆卸地安装于所述加载盘。
8.根据权利要求3所述的扭转刚度试验装置，其特征在于，所述测量模块包括加速度传感器和座体，所述加速度传感器安装于所述座体，所述座体设置于所述第一转接件。
9.根据权利要求1至8任一项所述的扭转刚度试验装置，其特征在于，所述被测件为机匣。
Priority Applications (1)
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| CN202121411364.0U CN215768039U (zh) | 2021-06-24 | 2021-06-24 | 扭转刚度试验装置 |
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| CN (1) | CN215768039U (zh) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116659851A (zh) * | 2023-04-18 | 2023-08-29 | 中国北方车辆研究所 | 一种浮动支撑摩擦片扭转刚度试验*** |
-
2021
- 2021-06-24 CN CN202121411364.0U patent/CN215768039U/zh active Active
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| CN116659851A (zh) * | 2023-04-18 | 2023-08-29 | 中国北方车辆研究所 | 一种浮动支撑摩擦片扭转刚度试验*** |
| CN116659851B (zh) * | 2023-04-18 | 2024-03-15 | 中国北方车辆研究所 | 一种浮动支撑摩擦片扭转刚度试验*** |
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