基于模态分析的某振动试验方法改进

发布时间：2021-11-07 22:53

　　目的对该试验夹具进行改进设计,使试验夹具首阶模态频率大于60 Hz。方法基于模态分析方法,分别采取改进夹具结构形式和改变夹具边界条件两种改进方式进行优化设计。结果根据模态分析结果发现,夹具结构形式改进对模态频率提高的效果不明显,改变边界条件能够显著提高夹具频率。改进后试验夹具首阶模态频率为69.5 Hz,大于试验输入载荷频率范围。结论试验夹具的固有频率应避开振动试验输入载荷频率范围,避免对试验结果造成影响。 

【文章来源】：装备环境工程. 2020,17(05)

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

振动夹具模态分析

在进行振动试验时，试件是通过夹具安装在振动台面上，其力学模型如图1所示。m1和m2分别为试件和夹具的质量，k1、c1分别为试件与夹具连接面的刚度、阻尼，k2、c2分别为夹具与激振台连接面的刚度、阻尼。如果夹具由多个部件组成，则夹具就会有多个质量、连接刚度和阻尼。为了简化分析，在此只考虑夹具仅具有1个质量、连接刚度和阻尼的情况。试件上典型的振动响应与激励的传递函数频域特性曲线如图2所示，其中f1和f2分别为试件子系统和夹具子系统的固有频率。在进行扫频或宽带随机振动试验时，如果夹具子系统固有频率f2处于激励载荷的频率范围内，试验过程中就会发生共振，响应谱在f2处出现尖峰。如果超过试件能承受的应力范围，则会破坏试件，严重时会造成过试验。

为提高试验夹具的固有频率，改进夹具结构形式，提高夹具的刚度，在夹具结构端部和四根支柱之间分别增加角撑和斜撑。改进后的有限元模型如图5所示，然后进行模态分析，结果见表1。采用加角撑和斜撑的改进方法后，试验夹具的结构特性仍然不能满足要求，又通过在外围加支撑框，进一步改进试验夹具。外围加支撑框的夹具三维模型如图6所示，模态分析结果见表1。

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3482541