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细长偏心舱体振动试验夹具设计分析与验证

杭超 燕群 张昕

杭超, 燕群, 张昕. 细长偏心舱体振动试验夹具设计分析与验证[J]. 机械科学与技术, 2019, 38(2): 322-328. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20180147
引用本文: 杭超, 燕群, 张昕. 细长偏心舱体振动试验夹具设计分析与验证[J]. 机械科学与技术, 2019, 38(2): 322-328. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20180147
Hang Chao, Yan Qun, Zhang Xin. Design and Validation of Fixture for Slender Off-centre Pod in Vibration Test[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2019, 38(2): 322-328. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20180147
Citation: Hang Chao, Yan Qun, Zhang Xin. Design and Validation of Fixture for Slender Off-centre Pod in Vibration Test[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2019, 38(2): 322-328. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20180147

细长偏心舱体振动试验夹具设计分析与验证

doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20180147
基金项目: 

航空工业集团技术创新基金项目 2012F62310

详细信息
    作者简介:

    杭超(1990-), 工程师, 硕士, 研究方向为飞行器结构强度、结构动力学, hangchaonwpu@163.com

  • 中图分类号: TG75

Design and Validation of Fixture for Slender Off-centre Pod in Vibration Test

  • 摘要: 振动试验是考核航空航天产品可靠性与环境适应性的重要手段。针对某大型细长偏心舱体的振动试验,介绍了振动试验的二自由度系统理论模型,然后采用配重法设计了其振动试验夹具,并通过有限元软件ABAQUS分析了夹具在自由状态和连接试验件状态的模态参数和随机振动响应。结果表明,该夹具自由状态的1阶固有频率为198.6 Hz,连接试验件状态的1阶固有频率为202.1 Hz,最大放大因子为1.6,连接点加速度的最大偏差为31.4%,上述指标均符合振动试验夹具设计要求。最后用该夹具对细长偏心舱体进行了随机振动试验,试验控制平稳,偏差在容差范围内,验证了夹具设计的合理性。
  • 图  1  二自由度振动系统模型

    图  2  试验夹具图

    图  3  试验件与夹具连接示意图

    图  4  夹具有限元模型

    图  5  夹具第1阶模态振型

    图  6  夹具第2阶模态振型

    图  7  夹具第3阶模态振型

    图  8  夹具第4阶模态振型

    图  9  考虑试验件影响的夹具第1阶模态振型

    图  10  考虑试验件影响的夹具第2阶模态振型

    图  11  考虑试验件影响的夹具第3阶模态振型

    图  12  考虑试验件影响的夹具第4阶模态振型

    图  13  随机振动试验功率谱密度曲线

    图  14  随机振动下夹具Z方向均方根加速度云图

    图  15  加工完成的试验夹具

    图  16  Z向随机振动试验控制曲线

    表  1  夹具前4阶固有频率

    阶次 固有频率/Hz
    1 198.6
    2 427.3
    3 540.0
    4 603.4
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    表  2  考虑试验件影响的夹具前4阶固有频率

    阶次 固有频率/Hz
    1 202.1
    2 245.7
    3 428.3
    4 800.9
    下载: 导出CSV

    表  3  夹具与试验件连接处Z方向均方根加速度和放大因子

    连接孔编号 Z向均方根加速度/g 放大因子
    1 10.5 1.6
    2 8.7 1.4
    3 7.8 1.2
    4 7.3 1.1
    5 7.8 1.2
    6 8.3 1.3
    7 10.5 1.6
    8 9.3 1.4
    9 8.3 1.3
    10 7.2 1.1
    11 7.8 1.2
    12 8.2 1.3
    下载: 导出CSV
  • [1] 《航空制造工程手册》总编委会.航空制造工程手册机载设备环境试验[M].北京:航空工业出版社, 1995

    Aviation Manufacturing Engineering Hand Book Editoral Committee. Airborne equipment environment test[M]. Beijing:Aviation Industry Press, 1995(in Chinese)
    [2] 柯受全, 金恂叔.卫星环境工程和模拟试验[M].北京:宇航出版社, 2006

    Ke S Q, Jin X S. Satellite environment engineering and simulation test[M]. Beijing:Aerospace Press, 2006(in Chinese)
    [3] Avitabile P. Why you can't ignore those vibration fixture resonances[J]. Sound and Vibration, 1999, 33:20-27 https://www.researchgate.net/publication/242174029_Why_You_Can't_Ignore_Those_Vibration_Fixture_Resonances
    [4] 胡志强, 法庆衍, 洪宝林, 等.随机振动试验应用技术[M].北京:中国计量出版社, 1996:108-118

    Hu Z Q, Fa Q Y, Hong B L, et al. Random vinration test technique[M]. Beijing:China Metrology Publishing House, 1996:108-118(in Chinese)
    [5] Kara B, Lee C. Design principles for vibration test fixtures[D]. Alabama: Worcester Polytechnic Institute, 2011 http://giapjournals.com/index.php/ijsrtm/article/view/292
    [6] Reddy T S, Reddy K V K. Design and analysis of vibration test bed fixtures for space launch vehicles[J]. Indian Journal of Science & Technology, 2010, 3(5):592-595 http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=Open J-Gate000000667228
    [7] Klee B J, Klimball D V, Tustin W.振动、与冲击试验夹具设计[M].振动与冲击试验夹具设计翻译组, 译.强度与环境编辑部, 1979

    Klee B J, Klimball D V, Tustin W. Vibration and impact test fixture design[M]. Jig Translation Unit for Vibration Impact Test, trans. Structure and Environment Engineering Editorial Department, 1979(in Chinese)
    [8] 顾松年, 姜节胜, 周苏枫.柔性夹具与环境振动试验[J].机械强度, 2003, 25(2):119-122 doi: 10.3321/j.issn:1001-9669.2003.02.001

    Gu S N, Jiang J S, Zhou S F. Flexible clamp and enviroment vibration experiment[J]. Journal of Mechanical Strength, 2003, 25(2):119-122(in Chinese) doi: 10.3321/j.issn:1001-9669.2003.02.001
    [9] 朱元夫.系统级产品振动试验仿真[J].强度与环境, 2003, 30(4):59-62, 39 doi: 10.3969/j.issn.1006-3919.2003.04.009

    Zhu Y F. Vibration test simulation for the complex structural system[J]. Structure & Environment Engineering, 2003, 30(4):59-62, 39(in Chinese) doi: 10.3969/j.issn.1006-3919.2003.04.009
    [10] Deprez K, Moshou D, Ramon H. Comfort improvement of a nonlinear suspension using global optimization and in situ measurements[J]. Journal of Sound and Vibration, 2005, 284(3-5):1003-1014 doi: 10.1016/j.jsv.2004.07.010
    [11] 王轲, 孙妍妍, 茅志颖.振动试验夹具动力学设计的综合优化方法[J].振动、测试与诊断, 2013, 33(3):483-487 doi: 10.3969/j.issn.1004-6801.2013.03.024

    Wang K, Sun Y Y, Mao Z Y. Comprehensive optimization method for dynamic design of fixture of vibration test[J]. Journal of Vibration, Measurement & Diagnosis, 2013, 33(3):483-487(in Chinese) doi: 10.3969/j.issn.1004-6801.2013.03.024
    [12] 李威.空间光学遥感器振动夹具的设计与研究[J].光机电信息, 2010, 27(9):16-22 http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/gjdxx201009004

    Li W. Design and research of vibration tong for space optical remote sensor[J]. OME Information, 2010, 27(9):16-22(in Chinese) http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/gjdxx201009004
    [13] 程来, 宋言明, 杨洋.机载装置的振动试验夹具设计[J].机械科学与技术, 2012, 31(6):910-914 http://journals.nwpu.edu.cn/jxkxyjs/CN/abstract/abstract5668.shtml

    Cheng L, Song Y M, Yang Y. Design of fixture for airborne equipment in vibration test[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2012, 31(6):910-914(in Chinese) http://journals.nwpu.edu.cn/jxkxyjs/CN/abstract/abstract5668.shtml
    [14] Wu J Z, Zheng W Y, Zhao P T. Design and mode analysis of random vibration test fixture of some airborne heat exchanger[C]//Proceedings of 2016 IEEE International Conference on Aircraft Utility Systems. Beijing, China: IEEE, 2016: 1075-1078 https://ieeexplore.ieee.org/document/7748217
    [15] 石元华, 邓俊, 田俊丰, 等.采用邓柯莱法和瑞利法的振动夹具设计[J].重庆理工大学学报:自然科学版, 2013, 27(9):97-101 http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/cqgxyxb201309023

    Shi Y H, Deng J, Tian J F, et al. Design of vibration testing fixture based on the Dunkerley and the Rayleigh method[J]. Journal of Chongqing University of Technology:Natural Science, 2013, 27(9):97-101(in Chinese) http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/cqgxyxb201309023
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  • 收稿日期:  2018-01-29
  • 刊出日期:  2019-02-05

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