振动试验夹具设计及模态分析.pdf

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1、·机械研究与应用·2013年第1期(第26卷，总第123期)研究与分析振动试验夹具设计及模态分析许江文，武艳波，马洪斌(中国电子科技集团公司第十八研究所，河北天津300384)摘要：夹具是连接试件与振动台的连接器，振动夹具的一阶固有频率是衡量夹具设计可靠性的重要参数之一，也是振动试验可靠性的关键因素之一。在设计出某产品的夹具后，通过Dunkerley方程理论估算该夹具的一阶固有频率，并对其结构进行改进，以满足试验要求。关键词：振动；夹具；模态分析；Dunkerley方程中图分类号：TG75文献标志码：A文章编号：1007-4414(2013)01—0003—02Vibrati

2、ontestfixturedesignandmodalanalysisXuJiang—wen，WuYan_bo，MaHong-bin(18thresearchinstituteofChinaelectronicstechnologygroupcorporation，TianfinHebei300384，China)Abstract：Thefixtureistheconnectorwhichconnectsspecimenandvibrationtable．Thefirstnaturefrequencyofvibrationfix—tureisoneoftheimportant

3、parametersofmeasuringfixturereliability，itisalsooneofthekeyfactorsofthevibrationtestreli-ability．Thefixtureisdesignedandthefirst-ordernaturalfrequencyisestimatedfollowingDunkerleyequationtheoryandthestructureisimprovedforthetestrequirements．Keywords：vibration；fixture；modalanalysis；Dunkerley

4、equationtheoryl引言振动夹具的功用是从振动台将机械能不失真地传递给试件。由于试验产品的不同，夹具的结构和形状不尽相同，一般把夹具分为专用夹具和通用夹具。专用夹具须根据产品结构和试验要求定制，通用夹具的结构包括立方体型夹具、盒式夹具、半球形夹具、锥形夹具、L型和T型夹具等¨]。夹具在总体设计上要求重量轻、刚度质量比大，在试验频率范围内部发生图1振动夹具结构共振。振动夹具的一阶共振频率大于试件一阶共振频率的3—4倍。在夹具设计时还要求夹具的横向运对构件A：动(垂直于激振方向)和其波形失真要小j。对于夹具的一阶共振频率的分析方法包括理论计算、有限元，A==6．77×1

5、0仿真和振动试验等方法。采用有限元建模时，往往受=bhlp=0．287(N)到建模精度、单元数的多少等限制，且计算周期长。Wa=0．42(N)笔者采用Dunkerley方程对某产品的试验夹具进垂直梁A在两个力的作用下，产生的挠度为：行理论分析计算，并通过扫频试验验证其合理性。=+=+面WB13(1)2振动夹具设计为模拟某型号电子元件的实际连接边界，该振动构件A的刚度为：夹具采用“L”型结构，如图1所示，夹具材料采用铝1合金。分析该夹具，将其看作2个垂直梁A和1个水EI：平梁B。首先考虑垂直梁构件A。构件A可作为一单自由度系统的固有频率为：个刚性连接到基板的悬臂梁，受均布载荷(

6、自身重量)。此外，每个垂直梁还作用有构件B的一半重厂：(3)量，看作集中载荷。铝合金材料弹性模量=72GPa。因此．构件A的固有频率为：收稿日期：2012—12—01作者简介：许江文(1980一)，男，湖北荆门人，工程师，主要从事系统工程、最终检测方面的研究工作。·3·