一种振动测试能力验证用标准试样

摘要

本发明提供了一种振动测试能力验证用标准试样，该试样通过连接筒连接左支座和右支座，右支座右端开口通过盖板密封；连接筒中心有一矩形截面的谐振梁，谐振梁左端与左支座连接，矩形截面的长边与支座底平面垂直；谐振梁右端连接有方形质量块，方形质量块伸出盖板，其侧面与谐振梁侧面相平行，上平面与支座底面平行。由于采用的固定支座带有安装凸耳，保证了在测试时，垂直台和水平滑台的振动特性必须分别被检验，并且与现有标准试样比，本发明动应力小，稳定性高。

说明书

技术领域

本发明涉及振动测试技术领域，具体是一种振动测试能力验证用标准试样。

背景技术

振动测试能力验证是国家认可委员会确认振动实验室的设备、人员技术水平，能否 确保检测结果的科学性、可靠性和真实性的验证。该项验证必须提供一个标准试样，以 确认被考核单位的检测结果与国家认可委员会检测结果的符合性。

现有的标准试样直接使用谐振子，垂直台和水平滑台的振动特性很难被检验，并且 动应力大，稳定性差。

发明内容

本发明为了解决现有技术的问题，提供了一种可同时检验垂直台和水平滑台振动特 性的振动测试能力验证用标准试样，动应力小，稳定性高。

本发明包括通过连接筒连接的左支座和右支座，两支座底部设有凸耳，右支座右端 开口通过盖板密封；连接筒中心有一矩形截面谐振梁，谐振梁左端与左支座连接，矩形 截面的长边与支座底平面垂直；谐振梁右端连接有方形质量块，方形质量块伸出盖板， 其侧面与谐振梁侧面相平行，上平面与支座底面平行。确保了测试垂向固有频率f_nz时 采用垂向试验台，而测试水平固有频率f_nx(y)时使用水平滑台，垂直台和水平滑台的振动 特性必须分别被检验。

进一步改进，所述的谐振梁为单一矩形梁，其截面高度h与宽度B比为2:1，固有 频率f_n稳定性好，满足f_nz＝2f_nx(y)的要求。

进一步改进，所述的方形质量块在右支座内的部分开有弧形槽，弧形槽内装有弹性 限位O型圈，以确保其多次振动后，梁的疲劳应力小于其疲劳极限，以提高其频率值的 稳定性，减小动应力。

进一步改进，所述的方形质量块在右支座内端口部位设有微调质量环，可实现多个 样品固有频率f_n不相同的要求，并可以预估传感器的重量。

进一步限定，所述的微调质量环与方形质量块通过螺纹连接，调节完成后用螺纹胶 固定。

进一步限定，所述的谐振梁、与支座通过螺纹连接，并用螺纹胶固定。

进一步限定，谐振梁与左支座之间通过第一螺钉和螺母固定，第一螺钉上套有固定 销。

进一步限定，右支座内部是直径为d的圆筒，用以限制O型圈的最大位移，使谐振 梁的动应力小于疲劳极限。

附图说明

图1为本发明主视图。

图2为本发明左视图。

图3为图1中A-A处剖面图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

本发明如图1所示，其中A-A处剖面图如图3所示，包括通过连接筒2连接的左支 座1和右支座5，两支座底部设有凸耳，右支座5右端开口通过盖板7密封，右支座5 右端开口与盖板7通过第二螺钉B1连接。连接筒2中心有一矩形截面的谐振梁3，谐振 梁3为单一矩形梁，其截面高度h与宽度B比可根据实际需求选取，比如可以选择高宽 比为2：1。谐振梁3左端与左支座连接，矩形截面的长边与支座底平面垂直；谐振梁3 右端连接有方形质量块6，方形质量块6伸出盖板7，其侧面与谐振梁3侧面相平行， 上平面与支座底面平行。右支座内部是直径为d的圆筒，用以限制O型圈的最大位移， 使谐振梁的动应力小于疲劳极限。

方形质量块6在右支座5内的部分开有弧形槽，弧形槽内装有弹性限位O型圈B2， 方形质量块6在右支座5内的端口部位设有微调质量环4，微调质量环4与方形质量块 6通过螺纹连接，调节完成后用螺纹胶固定。

谐振梁3与左支座之间通过第一螺钉B4和螺母8固定，如图2所示，第一螺钉B4 上套有固定销B3。

本发明技术要求如下：

1）试样的垂直方向与水平方向的固有频率比为f_nz：f_nx(y)＝2:1；

2）100个试样的固有频率f_ni不相同；

3）各轴向固有频率f_ni在多次试验后，应保持稳定，其变化率R≤0.001；

4）f_ni测试时应同时改检振动的相关参数。

本发明的理论依据如下：

1）由悬臂变形公式：

$\delta =\frac{{\mathrm{Pl}}^3}{3\mathrm{EI}}$   ①

式中：$I=\frac{{\mathrm{Bh}}^3}{12}$

E-----杨氏模量

l------梁的长度

梁的刚度$K=\frac{P}{\delta }=\frac{3\mathrm{EI}}{l^3}$   ②

2）将悬臂的分布质量m_i等效集中质量m_eq的相关公式为：

$m_{\mathrm{eq}}=\frac{17}{35}\mathrm{ql}/g$   ③

式中：q-------------梁的单位体积重量

l--------------梁的长度

g--------------重力加速度

3）固有频率f_n

集中质量M₀由等效质量m_eq和附加质量M组成，M包括配重质量m₁、微调质量m₂以及传感器质量m₃；

即M₀＝m_eq+M＝m_eq+m₁+m₂+m₃

由$f_n=\frac{1}{2\pi }\sqrt{\frac{\mathrm{Kg}}{W_0}}$有

$f_n=\frac{1}{2\pi }\sqrt{\frac{\frac{3\mathrm{EI}}{l^3}·g}{(\frac{17}{35}\mathrm{ql}+W_1)}}$

整理后有：

整理后当截面高度h与宽度B之比为h/B＝2时，满足f_nz＝2f_nx(y)的要求。

本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于 本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进， 这些改进也应视为本发明的保护范围。