支架、205为数据采集分析仪、206为信号传输电缆线、207为振动传感器。脉冲激励装置通过装置悬挂系统悬挂在试验现场固定支架上，被测试结构上安装有振动传感器，振动传感器通过信号传输电缆线将振动信号引入工位处数据采集分析仪内，脉冲激励装置的测力传感器通过信号传输电缆线与数据采集分析仪连接。图5为脉冲激励装置多次获取的功率谱能量曲线，其能量低频段可覆盖最低0.05Hz ;图6为某次激振的时域幅值曲线，脉冲激励力达到了 1.4E4N。试验数据表明，本实用新型装置解决了低频大量级激励力的需求问题，实现了激励设备的快速安装调试，同时该装置完全符合运载火箭靶场发射安全操作准则，充分满足操作人员及箭体设备的安全。
[0034]应用本实施例的型结构振动特性试验脉冲激励装置的试验操作步骤为:1、参试仪器设备的检验和标定；2、结构上测试传感器的安装和布线；3、现场脉冲激励装置的安装；4、选定激励锤头，并进行测试通道的调试；5、试验进行，数据的采集获取；6、动特性参数的分析；7、试验结束，测量激振系统的断开。具体使用方法如下:
[0035]步骤1.准备工作
[0036]a、根据试验对象，选择正确量程和频响带宽的测力传感器3，并对其进行标定校验。
[0037]b、脉冲激励装置的组装，将激励锤头1、测力传感器3、主杆过渡转接头5、主加载杆6依次连接，安装好操作把手9、延长推杆8等辅助部件。
[0038]c、试验测试工位的确定，将数据采集分析仪等设备按照要求在工位进行组装。
[0039]步骤2.现场安装工作
[0040]a、在试验现场搭建稳固的支架204，用以悬挂脉冲激励装置；支架204与被测试结构201的距离应适中，便于脉冲激励装置的正常工作，具体形式可根据现场环境确定。
[0041]b、在脉冲激励装置主加载杆6的重心位置安装悬挂卡箍10和吊耳11，吊耳11与装置悬挂系统202连接悬挂在现场搭建的固定支架204处。
[0042]c、根据试验对象的结构特征，在关键位置处正确的安装振动传感器207，并连接信号传输电缆线206，将振动信号引入工位处数据采集分析仪205内。
[0043]d、将脉冲激励装置内部的测力传感器3连接信号传输电缆线206，信号传输电缆线206引入试验测试工位处数据采集分析仪205内以获取力信号。
[0044]步骤3.激励和响应通道调试工作
[0045]a、脉冲激励装置安装完成后，进行力通道调试工作；通过撞击被测试结构，观察力通道响应的时频曲线是否符合结构测试需求，否则更换相应的锤头。
[0046]b、在脉冲激励下，可同时获取结构振动响应的时频曲线，依次检查各响应通道的数据信号是否正常，否则进行各环节连接的故障排查。
[0047]步骤4.试验进行
[0048]a、由2至4名操作人员手持操作把手，使用脉冲激励装置撞击被测试结构，获取脉冲信号；撞击应避免连击、迟滞等状况；此过程应多次重复进行，选取正常的数据进行平均处理，获得尚品质的频响函数。
[0049]b、更换不同的激励位置和激励方向，获取结构完备的频域数据，这时需要重复步骤的工作，直至数据获取完整。
[0050]步骤5.试验结束
[0051]a、通过试验获取的数据，分析结构的振动特性参数。
[0052]b、确认数据无误后，将试验现场脉冲激励装置撤收；所有通道电缆线断开回收。
[0053]本实施例的大型结构振动特性试验脉冲激励装置的优点在于:
[0054]采用特殊制作的激励锤头传力材料，脉冲激励力的量级可达10E4N。
[0055]根据被测试结构的刚度特性，通过更换不同的激励锤头1，脉冲激励能量在频域有效范围可达0.1?ΙΟΟΟΗζο
[0056]本实用新型装置具备两种工作方式，能满足大型结构在现场不同激励位置的需求，以获取结构完备的振动特性频响函数。
[0057]与传统的激振器激励方式相比，在大型结构的工程现场进行振动特性试验采用脉冲激励装置更加方便快捷，减少试验激励设备的安装和调试时间。
[0058]本实用新型省去了功率放大环节，激励装置不需要交流强电驱动，采用直流供电方式，具备高可靠性和安全性。
[0059]显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。倘若这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
【主权项】
1.一种大型结构振动特性试验脉冲激励装置，其特征在于:包括激励锤头(1)、双头螺柱(2)、测力传感器(3)、传感器保护容器(4)、主杆过渡转接头(5)、主加载杆(6)、操作把手(9)和悬挂卡箍(10)； 激励锤头(1)与测力传感器(3)连接，测力传感器(3)安装在传感器保护容器(4)内，传感器保护容器(4)通过主杆过渡转接头(5)与主加载杆(6)连接；悬挂卡箍(10)为两瓣式结构，连接固定在主加载杆(6)上，用于将整个脉冲激励装置水平或纵向悬起；主加载杆(6)上固定有一个或多个操作把手(9)。2.如权利要求1所述的一种大型结构振动特性试验脉冲激励装置，其特征在于:所述主加载杆(6)的两端均装有主杆过渡转接头(5)，主加载杆(6)另一端的主杆过渡转接头(5)通过延长推杆连接头(7)与延长推杆(8)连接。3.如权利要求1或2所述的一种大型结构振动特性试验脉冲激励装置，其特征在于:所述激励锤头(1)通过双头螺柱(2)与测力传感器(3)连接。4.如权利要求1或2所述的一种大型结构振动特性试验脉冲激励装置，其特征在于:所述激励锤头(1)包括传力材料和底座。5.如权利要求1或2所述的一种大型结构振动特性试验脉冲激励装置，其特征在于:所述悬挂卡箍(10)通过吊耳(11)与起吊装置连接。6.如权利要求4所述的一种大型结构振动特性试验脉冲激励装置，其特征在于:所述传力材料为高分子化合物、高分子聚合物或金属材料。7.如权利要求6所述的一种大型结构振动特性试验脉冲激励装置，其特征在于:结构频率在0至100Hz以内，所述传力材料选用高分子化合物；80至600Hz的结构频率，所述传力材料选用高分子聚合物；500至2000Hz结构频率，所述传力材料选用铜、铝或镍。8.一种如权利要求1所述的大型结构振动特性试验脉冲激励装置的试验系统，其特征在于:包括被测试结构(201)、装置悬挂系统(202)、脉冲激励装置(203)、试验现场固定支架(204)、数据采集分析仪(205)、信号传输电缆线(206)和振动传感器(207);脉冲激励装置(203)通过装置悬挂系统(202)悬挂在试验现场固定支架(204)上，被测试结构(201)上安装有振动传感器(207)，振动传感器(207)通过信号传输电缆线(206)将振动信号引入工位处数据采集分析仪(205)内，脉冲激励装置(203)的测力传感器(3)通过信号传输电缆线(206)与数据采集分析仪(205)连接。
【专利摘要】本实用新型属于脉冲激励源激励装置，具体涉及一种大型结构振动特性试验脉冲激励装置。技术方案：装置设计为悬挂摆锤结构，便于人员的操作施力；设计加工了系列配套锤头，可适用于不同结构在多频段的测试中；可根据大型结构振动特性试验的需求，改变该装置的工作方式，从多种方向施加脉冲激励信号。有益效果：本实用新型设计的脉冲激励装置及其使用方法，能够快速便捷的应用于大型结构在现场工作状态下的振动特性试验测试中，提供瞬态激励；并且可以控制和调节脉冲激励的加速度幅值和冲击时间。解决了现有激振装置在大型结构上激励能量不足、低频无法加载且频响曲线粗糙的技术问题。
【IPC分类】G01M7/06
【公开号】CN205002948
【申请号】CN201520517064
【发明人】左祥昌, 付肇庆, 周礼洋, 冯颖川, 苏里, 李艳芬, 张永亮, 闫世杰
【申请人】北京强度环境研究所, 中国运载火箭技术研究院
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2015年7月16日