一种用于测试平板试验件相关性能的实验装置

本发明属于试验装夹装置技术领域，特别涉及一种用于测试平板试验件相关性能的实验装置。

背景技术：

薄板类结构是航天等许多工业部门中大量使用的构件之一，此类结构一般承受面内压力载荷作用，屈曲是结构破坏的主要形式。屈曲的发生一般是突然的，对于承受压缩载荷的板壳来说，屈曲之后结构的承载能力大大下降，变形急剧增加，最终导致破坏，甚至造成灾难性的后果。而对薄板类结构进行相关机械性能测试，有助于理解其动态特性和失效机理。

本技术：
发明人在实现实验操作的过程中，发现现有装夹实验台装夹板类试验件效果较差，测试薄板类结构试验件的各项机械特性十分困难，因此对应设计了一种用于测试平板试验件相关性能的实验装置，结构简单，操作方便。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种用于测试平板试验件相关性能的实验装置，通过弹簧的伸缩量来改变边界的弹性系数，实现了不同的边界条件，以适应相关测试的要求，可用于对板类试验件进行模态、瞬态响应、稳态响应的波动特性测试试验。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种用于测试平板试验件相关性能的实验装置，包括安装基座4、两个夹持支架1和偶数个夹爪结构3，其中两个夹持支架1对称安装在安装基座4两端，每个夹持支架1上有两列多行安装孔，所述夹爪结构3包括夹持件和两个滑杆31，所述夹持件包括下夹板34，下夹板34的内端设置夹持部，外端和中间位置分别开有滑孔，两个滑杆31分别安装在每个夹持支架1的同一行的两个安装孔中，并分别穿过下夹板34的两个滑孔，由此每对夹爪结构3对称安装在两个夹持支架1上。

所述滑杆31的中间位置为光滑杆，与下夹板34的滑孔形成移动副配合，由此下夹板34除了上下滑动，其他自由度都被限制住，滑杆31的两端为阶梯螺纹，通过阶梯螺纹的第一级，滑杆31的两端用滑杆螺母2固定连接在安装基座4和夹持支架1之间，通过阶梯螺纹的第二级，弹簧压盖32将弹簧33压紧在下夹板34的上下两侧。

所述安装基座4的两端分别开有两列安装孔，安装基座4上的安装孔与夹持支架1上的安装孔一一对应。

所述下夹板34的内端上方通过夹板螺栓35和夹板螺母37装配连接上夹板36形成夹持部。

所述上夹板36的外端下方加工有圆凸台，上夹板36能够绕该圆凸台转动，上夹板36的内端上方加工有槽孔，通过夹板螺栓35与夹板螺母37能够调节上夹板36与下夹板34夹持端的间隙，以夹紧工件。

本发明通过调节弹簧压盖32位置改变弹簧33预紧力，从而改变平板边界条件。

与现有技术相比，本发明可在不同边界条件下测试平板形状试验件相关机械特性。结构设计巧妙，使用灵活方便。

附图说明

图1为实验装置示意图。

图2为实验剖面示意图。

图3为夹爪结构示意图。

图4为平板实验装置示意图。

图中：1、夹持支架；2、滑杆螺母；3、夹爪结构；4、安装基座；5、基座螺母；6、基座螺栓；31、滑杆；32、弹簧压盖；33、弹簧；34、下夹板；35、夹板螺栓；36、上夹板；37、夹板螺母。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。

本发明一种用于测试平板试验件相关性能的实验装置，可用于不同边界条件下平板形状试验件的测试实验，如图1所示，其主要包括安装基座4、两个夹持支架1和偶数个夹爪结构3，其中，安装基座4的两端分别加工有两列平行的安装孔，每列安装孔均有多个，即呈两列多行的分布。两个夹持支架1用基座螺母5和基座螺栓6通过端部的安装孔分别安装在安装基座4两端，夹持支架1上同样开有两列平行的安装孔，并在竖直方向与安装基座4一一对应。

每对夹爪结构3对称安装在两个夹持支架1位于同一直线上的四个安装孔中，夹爪结构3的核心结构是夹持件和两个滑杆31。

参考图2和图3，夹持件包括下夹板34，下夹板34的内端设置夹持部，外端和中间位置分别开有滑孔，两个滑杆31分别安装在每个夹持支架1的同一行的两个安装孔中，并分别穿过下夹板34的两个滑孔。

滑杆31的中间位置为光滑杆，与下夹板34的滑孔形成移动副配合，由此下夹板34除了上下滑动，其他自由度都被限制住。滑杆31的两端为阶梯螺纹，通过阶梯螺纹的第一级，，滑杆31的两端用滑杆螺母2固定连接在安装基座4和夹持支架1上对应的安装孔位置，通过阶梯螺纹的第二级，弹簧压盖32将弹簧33压紧在下夹板34的上下两侧，旋转调节弹簧压盖32可以改变弹簧预紧力，从而改变弹性边界的刚度，达到实现不同边界条件的效果。

本发明中，夹持部由下夹板34的内端上方通过夹板螺栓35和夹板螺母37装配连接上夹板36形成，上夹板36的外端下方加工有圆凸台，上夹板36能够绕该圆凸台转动，上夹板36和下夹板34对应位置加工有安装槽孔，夹板螺栓35与夹板螺母37安装在安装孔中，如图4平板实验装置示意图所示，调节夹板螺栓35与夹板螺母37松紧度，从而调节上夹板36与下夹板34夹持端的间隙，可以夹紧工件。

以下为进行平板相关试验的具体方法：

将两根滑杆31分别穿过下夹板34的两个滑孔，并移动到滑杆31中间光滑位置，在下夹板34两侧的滑杆31上套上弹簧33并旋转安装弹簧压盖32，将弹簧33压住，通过下夹板另一侧的安装孔34，采用夹板螺栓35和夹板螺母37将上夹板36安装在下夹板34上，上夹板36的凸台安装在上夹板36和下夹板34之间，至此夹爪结构3安装完成。接着将安装好的夹爪结构3安装在安装基座4和夹持支架1对应安装孔中，并安装夹爪结构3两端滑杆螺母32以固定夹爪节后3位置，然后锁死基座螺母5和基座螺栓6将该装置整体固定好。最后诸葛调节夹板螺栓35与夹板螺母37之间松紧度，将平板安装进去，并锁紧夹板螺母37得到如图4所示安装效果图，即完成试验件装夹。随后采用激振器或者力锤对试验件进行激励，通过布置在试验件上的传感器测得振动数据，得到平板不同边界下的固有频率与振型。

技术特征：

1.一种用于测试平板试验件相关性能的实验装置，其特征在于，包括安装基座(4)、两个夹持支架(1)和偶数个夹爪结构(3)，其中两个夹持支架(1)对称安装在安装基座(4)两端，每个夹持支架(1)上有两列多行安装孔，所述夹爪结构(3)包括夹持件和两个滑杆(31)，所述夹持件包括下夹板(34)，下夹板(34)的内端设置夹持部，外端和中间位置分别开有滑孔，两个滑杆(31)分别安装在每个夹持支架(1)的同一行的两个安装孔中，并分别穿过下夹板(34)的两个滑孔，所述滑杆(31)的中间位置为光滑杆，与下夹板(34)的滑孔形成移动副配合，滑杆(31)的两端为阶梯螺纹，通过阶梯螺纹的第一级，滑杆(31)的两端用滑杆螺母(2)固定连接在安装基座(4)和夹持支架(1)之间，通过阶梯螺纹的第二级，弹簧压盖(32)将弹簧(33)压紧在下夹板(34)的上下两侧。

2.根据权利要求1所述用于测试平板试验件相关性能的实验装置，其特征在于，所述安装基座(4)的两端分别开有两列安装孔，安装基座(4)上的安装孔与夹持支架(1)上的安装孔一一对应。

3.根据权利要求1所述用于测试平板试验件相关性能的实验装置，其特征在于，每对夹爪结构(3)对称安装在两个夹持支架(1)上。

4.根据权利要求1所述用于测试平板试验件相关性能的实验装置，其特征在于，所述下夹板(34)的内端上方通过夹板螺栓(35)和夹板螺母(37)装配连接上夹板(36)形成夹持部。

5.根据权利要求4所述用于测试平板试验件相关性能的实验装置，其特征在于，所述上夹板(36)的外端下方加工有圆凸台，上夹板(36)能够绕该圆凸台转动，上夹板(36)的内端上方加工有槽孔，通过夹板螺栓(35)与夹板螺母(37)能够调节上夹板(36)与下夹板(34)夹持端的间隙，以夹紧工件。

6.根据权利要求1所述用于测试平板试验件相关性能的实验装置，其特征在于，通过调节弹簧压盖(32)位置改变弹簧(33)预紧力，从而改变平板边界条件。

技术总结
一种用于测试平板试验件相关性能的实验装置，包括安装基座、两个夹持支架和偶数个夹爪结构，其中两个夹持支架对称安装在安装基座两端，每个夹持支架上有两列多行安装孔，所述夹爪结构包括夹持件和两个滑杆，所述夹持件包括下夹板，下夹板的内端设置夹持部，外端和中间位置分别开有滑孔，两个滑杆分别安装在每个夹持支架的同一行的两个安装孔中，并分别穿过下夹板的两个滑孔，由此每对夹爪结构对称安装在两个夹持支架上。本发明通过弹簧的伸缩量来改变边界的弹性系数，实现了不同的边界条件，以适应相关测试的要求，可用于对板类试验件进行模态、瞬态响应、稳态响应的波动特性测试试验。

技术研发人员：蔡志东;叶梓炜;秦斌;王青山;陈雅孺
受保护的技术使用者：中南大学
技术研发日：2020.12.28
技术公布日：2021.04.30