基于壓電陶瓷-液壓的振動-動態離心復合環境試驗裝置的制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種基于壓電陶瓷?液壓的振動?動態離心復合環境試驗裝置，包括主電機、轉臂、激振系統、旋轉框和內電機，所述轉臂的第一端與所述主電機的轉矩輸出軸垂直連接，所述內電機安裝在所述轉臂的第二端，所述內電機的轉矩輸出軸與所述轉臂垂直設置，所述旋轉框與所述內電機的轉矩輸出軸固定連接，所述激振系統設置在所述旋轉框內，所述激振系統上安裝有試驗件。本發明通過激振系統為試驗件提供全頻段的振動加速度輸出，并通過主電機和轉臂實現對試驗件三軸加速度的實時動態模擬，綜合上述兩種結構，完成對試驗件從低頻到高頻的振動加速度和動態變化的過載加速度的復合環境試驗能力。
【專利說明】
基于壓電陶瓷-液壓的振動-動態離心復合環境試驗裝置
技術領域
[0001]本發明涉及力學環境試驗技術領域，尤其涉及一種基于壓電陶瓷-液壓的振動-動態離心復合環境試驗裝置。
【背景技術】
[0002]武器和航天系統在飛行過程經歷的高頻振動、動態過載、溫度以及沖擊等復合環境，對產品結構強度和可靠性具有復雜影響，尤其是振動和過載復合，是影響飛行產品結構和功能最顯著的兩種環境因素。隨著武器和航空航天事業的快速發展，對武器和航空航天系統中的機構和電子設備進行結構強度和功能可靠性考核已經成為相關行業的重點。
[0003]目前的考核方式主要有兩種。第一種是進行實際的飛行試驗，優點是能真實的模擬飛行系統經歷的復合環境，但是飛行試驗不僅成本高、周期長，而且難以在原理和設計階段提供有力的技術支撐。第二種方式是在地面進行力學環境模擬試驗，例如振動試驗、離心試驗等等。這種單一因素的環境試驗技術目前國內外比較成熟，但是多因素復合試驗難度大，尤其是振動和過載復合力學環境試驗。
【發明內容】
[0004]本發明的目的就在于為了解決上述問題而提供一種基于壓電陶瓷-液壓的振動-動態離心復合環境試驗裝置。
[0005]本發明通過以下技術方案來實現上述目的:
[0006]—種基于壓電陶瓷-液壓的振動-動態離心復合環境試驗裝置，包括主電機、轉臂、激振系統、旋轉框和內電機，所述轉臂的第一端與所述主電機的轉矩輸出軸垂直連接，所述內電機安裝在所述轉臂的第二端，所述內電機的轉矩輸出軸與所述轉臂垂直設置，所述旋轉框與所述內電機的轉矩輸出軸固定連接，所述激振系統設置在所述旋轉框內，所述激振系統上安裝有試驗件。
[0007]具體地，所述內電機是數量為兩個，所述轉臂的第二端為Y型分叉結構，兩個所述內電機分別固定在所述Y型分叉結構的分叉端，兩個所述內電機的轉矩輸出軸均設置在所述Y型分叉結構內，且其中軸線重合，所述旋轉框設置在所述Y型分叉機構之間，且其兩端分別與兩個所述內電機的轉矩輸出軸固定連接。
[0008]優選地，兩個內電機之間的連線與所述轉臂的中軸線重合，所述激振系統的中軸線與所述轉臂的中軸線重合。
[0009]具體地，所述激振系統包括安裝平臺、激振平臺、激振單元和液壓缸，所述激振平臺與所述液壓缸的液壓桿固定連接，且水平設置，所述安裝平臺設置在所述激振平臺的上方，并通過多個所述激振單元與所述激振平臺固定連接，所述安裝平臺上安裝有試驗件。
[0010]具體地，所述激振單元包括壓電陶瓷和位移放大機構，所述壓電陶瓷安裝在所述位移放大機構內，且與所述位移放大機構過盈配合，所述位移放大機構的上端和下端均通過連接螺栓與所述安裝平臺的下側面和所述激振平臺的上側面固定連接。
[0011]本發明的有益效果在于:
[0012]本發明基于壓電陶瓷-液壓的振動-動態離心復合環境試驗裝置通過激振系統為試驗件提供全頻段的振動加速度輸出，并通過主電機和轉臂實現對試驗件三軸加速度的實時動態模擬，綜合上述兩種結構，完成對試驗件從低頻到高頻的振動加速度和動態變化的過載加速度的復合環境試驗能力。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發明所述基于壓電陶瓷-液壓的振動-動態離心復合環境試驗裝置的結構示意圖；
[0014]圖2是本發明所述激振系統的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖對本發明作進一步說明:
[0016]如圖1所示，本發明一種基于壓電陶瓷10-液壓的振動-動態離心復合環境試驗裝置，包括主電機1、轉臂2、激振系統6、旋轉框5和內電機3(和4)，轉臂2的第一端與主電機I的轉矩輸出軸垂直連接，內電機3安裝在轉臂2的第二端，內電機3的轉矩輸出軸與轉臂2垂直設置，旋轉框5與內電機3的轉矩輸出軸固定連接，激振系統6設置在旋轉框5內，激振系統6上安裝有試驗件7，內電機3是數量為兩個，轉臂2的第二端為Y型分叉結構，兩個內電機3分別固定在Y型分叉結構的分叉端，兩個內電機3的轉矩輸出軸均設置在Y型分叉結構內，且其中軸線重合，旋轉框5設置在Y型分叉機構之間，且其兩端分別與兩個內電機3的轉矩輸出軸固定連接，兩個內電機3之間的連線與轉臂2的中軸線重合，激振系統6的中軸線與轉臂2的中軸線重合。
[0017]如圖2所示，激振系統6包括安裝平臺8、激振平臺11、激振單元和液壓缸，激振平臺11與液壓缸的液壓桿固定連接，且水平設置，安裝平臺8設置在激振平臺11的上方，并通過多個激振單元與激振平臺11固定連接，安裝平臺8上安裝有試驗件7，激振單元包括壓電陶瓷10和位移放大機構9，壓電陶瓷10安裝在位移放大機構9內，且與位移放大機構9過盈配合，位移放大機構9的上端和下端均通過連接螺栓與安裝平臺8的下側面和激振平臺11的上側面固定連接。
[0018]本發明基于壓電陶瓷10-液壓的振動-動態離心復合環境試驗裝置的工作原理如下:
[0019]主電機I帶動轉臂2轉動，對試驗件7輸出動態變化的過載加速度值，在通過內電機3驅動旋轉框5轉動，將動態變化的過載加速度值分解到試驗件7的xyz三個軸上，實現對試驗件7飛行過程中的任意時刻的三軸加速度環境的模擬。
[0020]在通過壓電陶瓷10的往復運動產生激振力，并通過位移放大機構9將壓電陶瓷10輸出的位移放大，完成對試驗件7的高頻段的振動試驗考核，并通過液壓缸的激振，完成對試驗件7的低頻段的振動試驗考核，通過激振單元和液壓缸的串聯，完成對全頻段振動試驗考核。
[0021]壓電陶瓷10和位移放大機構9組成的高頻激振子系統的重量和體積很小，激振原理簡單，而且容易實現加工和精密裝調。通過與液壓振動臺串聯，實現動態變化加速度環境下的寬頻振動加速度輸出，完成對試驗件7從低頻到高頻的振動加速度和動態變化的過載加速度的復合環境試驗考核，可以覆蓋幾赫茲到幾千赫茲的振動頻率范圍。
[0022]本發明的技術方案不限于上述具體實施例的限制，凡是根據本發明的技術方案做出的技術變形，均落入本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種基于壓電陶瓷-液壓的振動-動態離心復合環境試驗裝置，其特征在于:包括主電機、轉臂、激振系統、旋轉框和內電機，所述轉臂的第一端與所述主電機的轉矩輸出軸垂直連接，所述內電機安裝在所述轉臂的第二端，所述內電機的轉矩輸出軸與所述轉臂垂直設置，所述旋轉框與所述內電機的轉矩輸出軸固定連接，所述激振系統設置在所述旋轉框內，所述激振系統上安裝有試驗件。2.根據權利要求1所述的基于壓電陶瓷-液壓的振動-動態離心復合環境試驗裝置，其特征在于:所述內電機是數量為兩個，所述轉臂的第二端為Y型分叉結構，兩個所述內電機分別固定在所述Y型分叉結構的分叉端，兩個所述內電機的轉矩輸出軸均設置在所述Y型分叉結構內，且其中軸線重合，所述旋轉框設置在所述Y型分叉機構之間，且其兩端分別與兩個所述內電機的轉矩輸出軸固定連接。3.根據權利要求2所述的基于壓電陶瓷-液壓的振動-動態離心復合環境試驗裝置，其特征在于:兩個內電機之間的連線與所述轉臂的中軸線重合，所述激振系統的中軸線與所述轉臂的中軸線重合。4.根據權利要求3所述的基于壓電陶瓷-液壓的振動-動態離心復合環境試驗裝置，其特征在于:所述激振系統包括安裝平臺、激振平臺、激振單元和液壓缸，所述激振平臺與所述液壓缸的液壓桿固定連接，且水平設置，所述安裝平臺設置在所述激振平臺的上方，并通過多個所述激振單元與所述激振平臺固定連接，所述安裝平臺上安裝有試驗件。5.根據權利要求4所述的基于壓電陶瓷-液壓的振動-動態離心復合環境試驗裝置，其特征在于:所述激振單元包括壓電陶瓷和位移放大機構，所述壓電陶瓷安裝在所述位移放大機構內，且與所述位移放大機構過盈配合，所述位移放大機構的上端和下端均通過連接螺栓與所述安裝平臺的下側面和所述激振平臺的上側面固定連接。
【文檔編號】G01M99/00GK105928681SQ201610423355
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年6月14日
【發明人】劉謙, 李思忠, 凌明祥, 鄭星, 鄧婷, 嚴俠
【申請人】中國工程物理研究院總體工程研究所