振動試驗臺的目的在于確定所設(shè)計、制造的機器、構(gòu)件在運輸和使用過程中承受外來振動或者自身產(chǎn)生的振動而不至破壞,并發(fā)揮其性能、達到預(yù)定壽命的可靠性。隨著對產(chǎn)品,尤其是航空航天產(chǎn)品可靠性要求的提高,作為可靠性試驗關(guān)鍵設(shè)備的振動試驗系統(tǒng)的發(fā)展顯得越來越重要。
振動試驗臺夾具是為把試驗件牢固地固定在振動臺工作臺面上,并把振動臺的振動傳給試驗件,它的質(zhì)量直接關(guān)系著試驗的質(zhì)量。
但目前對試驗夾具的重要性普遍重視不夠,尤其是在國內(nèi),一些試驗人員僅憑感覺來設(shè)計夾具,設(shè)計時缺乏必要的計算分析,也沒有必要的檢驗測試。這樣的夾具傳遞的振動往往存在著很大的失真,夾具上各點的振動量值相差很大,也就是均勻度很差。
在測試頻段內(nèi)存在多階共振,振動控制非常困難。有些夾具材料選用不當(dāng),質(zhì)量過大,消耗能量多。
振動試驗臺夾具設(shè)計的原則是在滿足試件安裝的前提下,夾具盡可能有低的質(zhì)量,高的剛度,在試驗頻段內(nèi)盡可能不出現(xiàn)和少出現(xiàn)共振。夾具的材料多采用鎂和鋁,因為這兩種金屬比鋼的質(zhì)量小,阻尼特性比鋼好,加工成本低。小型夾具通常用整塊材料加工而成,大的夾具有用焊接和鑄造的方法制作。
設(shè)計時應(yīng)先明確試驗條件,如正弦和隨機振動能級和允差,正弦掃描的頻率范圍,隨機振動功率譜密度曲線,安裝條件,允許的加速度不均勻度及橫向振動等。然后計算夾具的共振頻率及質(zhì)量,使之滿足試驗要求。對于小試件,夾具的共振頻率不允許低于1000Hz,同時應(yīng)達到試件較低頻率的3~4倍。
夾具加工完成后應(yīng)進行必要的檢驗,對于重要和常用的夾具,如轉(zhuǎn)接板、擴展臺等,要進行全面的性能測試,以保證試驗的正確性。