目的對該試驗(yàn)夾具進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì),使試驗(yàn)夾具首階模態(tài)頻率大于60 Hz。方法基于模態(tài)分析方法,分別采取改進(jìn)夾具結(jié)構(gòu)形式和改變夾具邊界條件兩種改進(jìn)方式進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。結(jié)果根據(jù)模態(tài)分析結(jié)果發(fā)現(xiàn),夾具結(jié)構(gòu)形式改進(jìn)對模態(tài)頻率提高的效果不明顯,改變邊界條件能夠顯著提高夾具頻率。改進(jìn)后試驗(yàn)夾具首階模態(tài)頻率為69.5 Hz,大于試驗(yàn)輸入載荷頻率范圍。結(jié)論試驗(yàn)夾具的固有頻率應(yīng)避開振動(dòng)試驗(yàn)輸入載荷頻率范圍,避免對試驗(yàn)結(jié)果造成影響。 

【文章來源】：裝備環(huán)境工程. 2020,17(05)

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

振動(dòng)夾具模態(tài)分析

在進(jìn)行振動(dòng)試驗(yàn)時(shí)，試件是通過夾具安裝在振動(dòng)臺面上，其力學(xué)模型如圖1所示。m1和m2分別為試件和夾具的質(zhì)量，k1、c1分別為試件與夾具連接面的剛度、阻尼，k2、c2分別為夾具與激振臺連接面的剛度、阻尼。如果夾具由多個(gè)部件組成，則夾具就會有多個(gè)質(zhì)量、連接剛度和阻尼。為了簡化分析，在此只考慮夾具僅具有1個(gè)質(zhì)量、連接剛度和阻尼的情況。試件上典型的振動(dòng)響應(yīng)與激勵(lì)的傳遞函數(shù)頻域特性曲線如圖2所示，其中f1和f2分別為試件子系統(tǒng)和夾具子系統(tǒng)的固有頻率。在進(jìn)行掃頻或?qū)拵щS機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)時(shí)，如果夾具子系統(tǒng)固有頻率f2處于激勵(lì)載荷的頻率范圍內(nèi)，試驗(yàn)過程中就會發(fā)生共振，響應(yīng)譜在f2處出現(xiàn)尖峰。如果超過試件能承受的應(yīng)力范圍，則會破壞試件，嚴(yán)重時(shí)會造成過試驗(yàn)。

為提高試驗(yàn)夾具的固有頻率，改進(jìn)夾具結(jié)構(gòu)形式，提高夾具的剛度，在夾具結(jié)構(gòu)端部和四根支柱之間分別增加角撐和斜撐。改進(jìn)后的有限元模型如圖5所示，然后進(jìn)行模態(tài)分析，結(jié)果見表1。采用加角撐和斜撐的改進(jìn)方法后，試驗(yàn)夾具的結(jié)構(gòu)特性仍然不能滿足要求，又通過在外圍加支撐框，進(jìn)一步改進(jìn)試驗(yàn)夾具。外圍加支撐框的夾具三維模型如圖6所示，模態(tài)分析結(jié)果見表1。

【參考文獻(xiàn)】：
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