一种电动振动台通用转接振动试验夹具的制作方法

本发明属于振动环境测试技术领域，具体涉及一种电动振动台通用转接振动试验夹具。

背景技术：

在经济、技术高速发展的今天，产品的质量越来越得到人们的重视，人们更加重视产品的环境可靠性问题。振动力学环境是火箭、导弹、飞机等飞行器；风电设备、轨道运输设备、电子产品等产品在服役或使用过程中最常遇到的力学环境。

通过振动试验设备对试验件施加振动环境载荷，充分暴露仪器设备或产品在力学环境试验中的缺陷，确定它们对振动环境的承载能力。只有经过振动环境试验，才能完整地考核产品结构的可靠性及对于振动环境的适应性，振动试验是考核产品可靠性试验的重要组成部分。

在振动环境试验测试过程中，振动试验产品的外形、安装方式等差异性较大，若不使用转接夹具，试件与振动台体就无法进行正常安装，继而无法进行后续的振动试验。

技术实现要素：

本发明需要解决的技术问题为：振动试验产品的外形、安装方式的差异性大，导致有些试验产品无法正常与振动平台安装的问题。

本发明的技术方案如下所述：

一种电动振动台通用转接振动试验夹具，其包括安装板和背部结构；所述安装板外形为圆形平板，以安装板的圆心为中心，沿厚度方向开设减重孔， 用于减轻重量，所述减重孔为圆形通孔，并且延伸至背部结构；在安装板的正面上设置有4条T形槽，用于同待测的试验产品连接；在4条所述T形槽上还设置有安装孔，用于实现实验夹具与电动振动台主体的连接；在所述安装板的表面上还镶嵌有M12钢套和M20钢套。

优选的，4条所述的T形槽在安装板的表面沿径向均匀分布，形成“米”字形布置；

优选的，所述安装孔为圆形通孔，并且贯穿背部结构，在每条所述T形槽上设置有6个安装孔，以所述减重孔的中心轴为对称轴，在所述减重孔的两侧对称地分布；所有的安装孔在安装板的表面上呈内、中、外三层分布，且位于内、中、外三个分布圆之上，所述三个分布圆共同一圆心；

优选的，所述M12钢套按如下方式分布于所述安装板的表面上：

以任一条所述T形槽所在直线为基准线，在基准线的两侧等间距地画该基准线的平行线；然后以与所选T形槽垂直的另一T形槽所在在直线为新的基准线，在该基准线的两侧等间距地画该新基准线的平行线，两次所画平行线的间距相同，则在安装板的表面上会形成若干个正方形，所述M12钢套镶嵌于所述正方形的顶点处；

优选的，所述M20钢套按如下方式分布于所述安装板的表面上：所述M20钢套镶嵌于安装板的边缘，呈内外两层分布，所有内层的M20钢套共同一分布圆，所有外层的M20钢套共另一分布圆，两分布圆共圆心；以任一条所述T形槽所在直线为基准线，以该基准线与所述减重孔中心轴线的交点为旋转中心顺时针旋转，所述M20钢套镶嵌于基准线旋转到11.25°、33.75°、56.25°、78.75°、101.25°、123.75°、146.25°和168.75°时分别于内、外分布圆的交点处；

优选的，所述背部结构设置于安装板的背面，其具有8个完全相同的加强筋和8个完全相同的凹陷；所述加强筋沿安装板的径向设置于所述T形槽 在安装板背面的投影位置，所述加强筋在厚度方向上的截面为轴对称图形，且沿安装板径向从内至外加强筋的厚度逐渐减小；所述凹陷为外形对称的弧面；相邻的两个加强筋之间设置凹陷有一个凹陷，相邻的两个加强筋在厚度方向上截面的所述对称轴呈角45°；

本发明的有益效果为：

(1)本发明的夹具能够实现不同外形、安装方式的振动试验产品与振动平台之间的连接，承接一系列振动试件振动试验，有一定的通用性；

(2)夹具一阶频率较高，适用振动试验频谱范围广，同时能有效减小电动振动台输出，具有较强实用性。

附图说明

图1为本发明的试验夹具的外形图；

图2为本发明试验夹具的安装板外形示意图；

图3为本发明试验夹具的安装板正视图；

图4为本发明试验夹具的背部结构示意图；

图5为本发明试验夹具的侧视图；

图6为本发明的试验夹具与16T振动台台体的安装状态图；

图7为本发明的试验夹具与16T振动台滑台的安装状态图；

其中，1-安装板，2-背部结构，11-T形槽，12-安装孔，13-M12钢套，14-M20钢套，21-加强筋，22-凹陷。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的一种电动振动台通用转接振动试验夹具进行详细说明。

16T电动振动台主体主要由垂台和滑台组成，垂台台面与滑台台面分布有M12钢套，通过钢套与试验产品进行连接。

由于振动试件对接尺寸不一，不能全部直接通过钢套进行连接，需设计 16T电动振动台通用转接振动试验夹具，所述振动试验夹具既是一个连接的过渡件，又是一个传力部件，其应满足以下几个要求：

1、能实现与16T电动振动台垂台M12钢套的连接，同时夹具上表面具备连接孔或者连接槽，能够实现与振动试件的连接；

2、能实现与16T电动振动台滑台M12钢套的连接；

3、一阶频率要高，大于450Hz，满足不同振动试件振动试验频谱范围要求，减小16T电动振动台输出。

为保证振动试验夹具一阶频率尽量高，在经验设计的基础上进行有限元计算优化设计，通过不断改变转接夹具外形尺寸和材料分布来提高夹具的一阶固有频率。

在保证夹具的使用功能并满足一阶频率的前提下，采用变截面设计尽量降低夹具质量。

通过分析各阶模态与夹具结构的关系，计算优化了各部位的尺寸、加强筋、安装孔和T形槽的布局，总结出了合理的结构布局，反复进行结构优化直至符合试验要求。

如图1所示的电动振动台通用转接振动试验夹具，其包括安装板1和背部结构2。

所述安装板1如图2和图3所示，其外形为圆形平板，以安装板1的圆心为中心，沿厚度方向开设减重孔，用于减轻重量，所述减重孔为圆形通孔，并且延伸至背部结构2。在安装板1的正面上设置有4条T形槽11，用于同待测的试验产品连接。4条所述的T形槽11在安装板1的表面沿径向均匀分布，形成“米”字形布置。在4条所述T形槽11上还设置有安装孔12，用于实现实验夹具与电动振动台主体的连接。所述安装孔12为圆形通孔，并且贯穿背部结构2，在每条所述T形槽上设置有6个安装孔12，以所述减重孔的中心轴为对称轴，在所述减重孔的两侧对称地分布。所有的安装孔12在安 装板1的表面上呈内、中、外三层分布，且位于内、中、外三个分布圆之上，所述三个分布圆共同一圆心。

在所述安装板1的表面上还镶嵌有M12钢套，M12钢套在安装板1上按图3所示的方式分布：

以任一条所述T形槽11所在直线为基准线，在基准线的两侧等间距地画该基准线的平行线。然后以与所选T形槽11垂直的另一T形槽11所在在直线为新的基准线，在该基准线的两侧等间距地画该新基准线的平行线，两次所画平行线的间距相同，则在安装板1的表面上会形成若干个正方形，所述M12钢套镶嵌于所述正方形的顶点处。

在所述安装板1的表面上还镶嵌有M20钢套，M20钢套在安装板1上按图4所示的方式分布：所述M20钢套镶嵌于安装板1的边缘，呈内外两层分布，所有内层的M20钢套共同一分布圆，所有外层的M20钢套共另一分布圆，两分布圆共圆心。以任一条所述T形槽11所在直线为基准线，以该基准线与所述减重孔中心轴线的交点为旋转中心顺时针旋转，所述M20钢套镶嵌于基准线旋转到11.25°、33.75°、56.25°、78.75°、101.25°、123.75°、146.25°和168.75°时分别于内、外分布圆的交点处。

如图4、5所示，背部结构2设置于安装板1的背面，其具有8个完全相同的加强筋21和8个完全相同的凹陷22。所述加强筋21沿安装板1的径向设置于所述T形槽11在安装板1背面的投影位置，所述加强筋21在厚度方向上的截面为轴对称图形，且沿安装板1径向从内至外加强筋21的厚度逐渐减小。所述凹陷22为外形对称的弧面。相邻的两个加强筋21之间设置凹陷有一个凹陷22，相邻的两个加强筋21在厚度方向上截面的所述对称轴呈角45°。

本发明的电动振动台通用转接振动试验夹具的使用方法如图6、7所示，待试验的产品通过T形槽，或通过螺钉与M12或M20钢套配合，固定于夹 具之上，然后夹具再通过穿过安装孔12的螺钉被固定于振动垂台或振动滑台之上。