一种水平振动实验自由边界模拟装置

摘要

一种水平振动实验自由边界模拟装置，属于机械振动和噪声控制技术领域，本发明为了解决现有的实验装置无法满足三向减隔振技术研究领域水平方向振动测试实验的实际需求的问题，本发明所述一种水平振动实验自由边界模拟装置，其中箱体的顶部为开口设置，上层平台组件和下层平台组件均设置在箱体内，下层平台组件的底部固接在箱体中的底板上，上层平台组件的底部固接在下层平台组件的平台面上，且下层平台组件通过下层水平调节单元与箱体中一组相对的内侧壁相连，上层平台组件通过上层水平调节单元与箱体中另一组相对的内侧壁相连。本发明为三向减隔振技术的研究提供新思路，为新型高精设备的推广应用提供有效技术支撑，具有重要的理论与实际意义。

说明书

技术领域

本发明属于机械振动和噪声控制技术领域，具体涉及一种水平振动实验自由边界模拟装置。

背景技术

振动测试实验是进行机械振动和噪声控制技术研究的必要手段，其中被测试件边界条件的模拟与实现对实验结果具有直接影响。常见的振动测试实验中竖直方向的边界模拟手段较为丰富，但水平方向自由边界模拟装置的研制相对滞后。这无法满足水平方向振动测试实验的要求，严重制约了三向减隔振技术的研究。

发明内容

本发明为了解决现有的实验装置无法满足三向减隔振技术研究领域水平方向振动测试实验的实际需求问题，进而提供了一种水平振动实验自由边界模拟装置；

一种水平振动实验自由边界模拟装置，其特征在于：所述模拟装置包括箱体、上层平台组件、下层平台组件、上层水平调节单元和下层水平调节单元；

所述箱体的顶部为开口设置，上层平台组件和下层平台组件均设置在箱体内，下层平台组件的底部固接在箱体中的底板上，上层平台组件的底部固接在下层平台组件的平台面上，且下层平台组件通过下层水平调节单元与箱体中一组相对的内侧壁相连，上层平台组件通过上层水平调节单元与箱体中另一组相对的内侧壁相连；

进一步地，所述下层平台组件包括下平台和两个下导轨单元；

所述下导轨单元包括一根一号导轨和两个一号滑块，两个一号滑块设置在一号导轨上，且两个一号滑块与一号导轨滑动连接；

两个下导轨单元相对平行设置，且每个下导轨单元中的一号导轨的底部与箱体中的底板固定连接，下平台设置在两个下导轨单元上，且下平台的底部与每个一号滑块均为固定连接，下平台通过下层水平调节单元与箱体中一组相对的内侧壁相连。；

进一步地，所述下层水平调节单元包括两个下弹簧组，每个下弹簧组中包括两根下弹簧，且两根下弹簧的轴线平行设置，两个下弹簧组分别设置在下平台中相对的两侧上，且每根下弹簧的一端与下平台的一侧固定连接，每个下弹簧的另一端与所对应的箱体的内壁固定连接；

进一步地，所述上层平台组件包括上平台和两个上导轨单元；

所述上导轨单元包括一根二号导轨和两个二号滑块，两个二号滑块设置在二号导轨上，且两个二号滑块与二号导轨滑动连接；

两个上导轨单元相对平行设置，且每个上导轨单元中的二号导轨的底部与下平台的上表面固定连接，上平台设置在两个上导轨单元上，且上平台的底部与每个二号滑块均为固定连接，上平台通过上层水平调节单元与箱体中另一组相对的内侧壁相连；

进一步地，所述上层水平调节单元包括两个上弹簧组，每个上弹簧组中包括两根上弹簧，且两根上弹簧的轴线平行设置，两个上弹簧组分别设置在上平台中相对的两侧上，且每根上弹簧的一端与上平台的一侧固定连接，每个上弹簧的另一端与所对应的箱体的内壁固定连接；

进一步地，所述每根上弹簧的轴线和每根下弹簧的轴线均为垂直设置，每根一号导轨沿长度延伸方向的中心线与每根二号导轨沿长度延伸方向的中心线垂直设置；

进一步地，所述一号滑轨通过螺栓与箱体的底板固定连接，二号滑轨通过螺栓与下平台的台面固定连接；

进一步地，所述一号滑块通过螺栓与下平台固定连接，二号滑块通过螺栓与上平台固定连接；

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1、本发明提供了一种水平振动实验自由边界模拟装置，保证了上平台和下平台的位移正交，互不干涉。这样能够确保测得的实验数据具有正交性，对水平面内正交方向的振动测试实验极为必要。

2、通过本发明设计不同刚度的上弹簧和下弹簧，有利于研究探索针对不同重量试件的自由边界模拟条件，对设计不同量级的水平振动实验自由边界模拟装置具有指导作用和参考价值。

3、本发明将提高水平方向自由边界模拟装置的研制水平，满足水平面内两正交方向振动测试实验的要求，为三向减隔振技术的实验研究奠定坚实基础，将有效孵化新型三向减隔振装置。

附图说明

图1为本发明中所述装置的主剖示意图；

图2为本发明中所述装置的侧剖示意图；

图3为本发明中所述装置的俯视示意图；

图中包括1箱体、2上平台、3上导轨、4下平台、5模拟试件、6下导轨、7下弹簧和8上弹簧。

具体实施方式

具体实施方式一：参照图1至图3说明本实施方式，本实施方式提供了一种水平振动实验自由边界模拟装置，所述模拟装置包括箱体1、上层平台组件、下层平台组件、上层水平调节单元和下层水平调节单元；

所述箱体1的顶部为开口设置，上层平台组件和下层平台组件均设置在箱体1内，下层平台组件的底部固接在箱体1中的底板上，上层平台组件的底部固接在下层平台组件的平台面上，且下层平台组件通过下层水平调节单元与箱体1中一组相对的内侧壁相连，上层平台组件通过上层水平调节单元与箱体1中另一组相对的内侧壁相连。

本实施方式中提供了一种水平振动实验自由边界模拟装置，保证了上平台和下平台的位移正交，互不干涉。这样能够确保测得的实验数据具有正交性，对水平面内正交方向的振动测试实验极为必要，通过本发明设计不同刚度的上弹簧和下弹簧，有利于研究探索针对不同重量试件的自由边界模拟条件，对设计不同量级的水平振动实验自由边界模拟装置具有指导作用和参考价值，本发明将提高水平方向自由边界模拟装置的研制水平，满足水平面内两正交方向振动测试实验的要求，为三向减隔振技术的实验研究奠定坚实基础，将有效孵化新型三向减隔振装置。

具体实施方式二：参照图1至图3说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的下层平台组件作进一步限定，本实施方式中，所述下层平台组件包括下平台4和两个下导轨单元6；

所述下导轨单元6包括一根一号导轨和两个一号滑块，两个一号滑块设置在一号导轨上，且两个一号滑块与一号导轨滑动连接；

两个下导轨单元6相对平行设置，且每个下导轨单元6中的一号导轨的底部与箱体1中的底板固定连接，下平台4设置在两个下导轨单元6上，且下平台4的底部与每个一号滑块均为固定连接，下平台4通过下层水平调节单元与箱体1中一组相对的内侧壁相连。其它组成及连接方式与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：参照图1至图3说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式二所述的下层水平调节单元作进一步限定，本实施方式中，所述下层水平调节单元包括两个下弹簧组，每个下弹簧组中包括两根下弹簧7，且两根下弹簧7的轴线平行设置，两个下弹簧组分别设置在下平台4中相对的两侧上，且每根下弹簧7的一端与下平台4的一侧固定连接，每个下弹簧7的另一端与所对应的箱体1的内壁固定连接。其它组成及连接方式与具体实施方式二相同。

具体实施方式四：参照图1至图3说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式三所述的上层平台组件作进一步限定，本实施方式中，所述上层平台组件包括上平台2和两个上导轨单元3；

所述上导轨单元3包括一根二号导轨和两个二号滑块，两个二号滑块设置在二号导轨上，且两个二号滑块与二号导轨滑动连接；

两个上导轨单元3相对平行设置，且每个上导轨单元3中的二号导轨的底部与下平台4的上表面固定连接，上平台2设置在两个上导轨单元3上，且上平台2的底部与每个二号滑块均为固定连接，上平台2通过上层水平调节单元与箱体1中另一组相对的内侧壁相连。其它组成及连接方式与具体实施方式三相同。

结合具体实施方式二和具体实施方式四说明本实施方式，模拟试件5为重力砝码，当模拟试件5作用在实验装置上时，实验装置在模拟试件5的作用下产生水平振动，直观的将此振动通过平台在水平面中的纵向运动和横向运动体现出来，目的在于直观确定该装置能否模拟试件在水平面内两个正交方向的自由边界。

具体实施方式五：参照图1至图3说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式四所述的上层水平调节单元作进一步限定，本实施方式中，所述上层水平调节单元包括两个上弹簧组，每个上弹簧组中包括两根上弹簧8，且两根上弹簧8的轴线平行设置，两个上弹簧组分别设置在上平台2中相对的两侧上，且每根上弹簧8的一端与上平台2的一侧固定连接，每个上弹簧8的另一端与所对应的箱体1的内壁固定连接。其它组成及连接方式与具体实施方式四相同。

结合具体实施方式三和具体实施方式五说明本实施方式，下弹簧7实现下平台4及上部组件在相应线位移方向小幅自由往复运动；上弹簧8使上平台2及上部组件能在与下平台4正交的方向小幅自由往复运动。

具体实施方式六：参照图1至图3说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式五所述上弹簧8和下弹簧7作进一步限定，本实施方式中，所述每根上弹簧8的轴线和每根下弹簧7的轴线均为垂直设置，每根一号导轨沿长度延伸方向的中心线与每根二号导轨沿长度延伸方向的中心线垂直设置。其它组成及连接方式与具体实施方式五相同。

具体实施方式七：参照图1至图3说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式六所述一号滑轨和二号滑轨作进一步限定，本实施方式中，所述一号滑轨通过螺栓与箱体1的底板固定连接，二号滑轨通过螺栓与下平台4的台面固定连接。其它组成及连接方式与具体实施方式六相同。

本实施方式中，一号滑轨和二号滑轨均可以进行替换，随着实验次数的增多滑轨两侧难免有所磨损，影响其滑动流畅性，通过螺栓连接便于更换，具有较高的可替换性，且不会影响实验装置的其他部件。

具体实施方式八：参照图1至图3说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式七所述一号滑块和二号滑块作进一步限定，本实施方式中，所述一号滑块通过螺栓与下平台4固定连接，二号滑块通过螺栓与上平台2固定连接。其它组成及连接方式与具体实施方式七相同。

本实施方式中，一号滑块和二号滑块均可以进行替换，随着实验次数的增多滑块与滑轨的接触面难免有所磨损，在滑动时出现卡顿和卡涩，影响其滑动流畅性，通过螺栓连接便于更换，具有较高的可替换性，且不会影响实验装置的其他部件。

工作原理

本发明在使用时，首先将模拟试件5放置在上平台2上，此时利用激振器对其进行激励，模拟试件5在激励作用下，可以在水平面上的纵向及横向进行轻微的往复运动，所述轻微的往复运动是通过上平台2或下平台4相对于箱体1底部的运动趋势来决定(模拟试件5放置在上平台2时默认模拟试件5与上平台2相对位置不变)，如图3中所述下平台4用于实现左右窜动，上平台2用于实现前后窜动，在激励信号消失后上平台2和下平台4分别通过对应的弹簧单元复位，恢复装置的初始状态。