不对称刚度支撑致横向振动柔性夹具试验

王 飞，杜 强，刘剑钊，万方美

(中国工程物理研究院总体工程研究所，四川绵阳 621900)

在一般振动试验中，振动夹具的设计一般遵循刚性设计原则［1］，即在设计条件允许的情况下，夹具设计刚度应尽可能的高，以提高夹具的一阶共振频率，避免给定环境试验条件下共振现象的发生，并限定允许的正交运动，即规定在非试验方向的振动值必须小于某个值，也就是限定各种横向运动。然而，由于并不存在理想的刚性夹具，且夹具与试件的转接界面也会对系统刚度造成影响［2］，从而产生非线性系统［3－6］。因此，只能在设计允许的条件下尽量进行控制。

在实际工程应用中，针对某特殊产品器件的振动环境适应性考核，载荷输入中必须包含与主振向具有一定相差的横向振动载荷，以使器件得到更全面的考核。为获得该类载荷，可直接使用多轴振动台进行驱动。目前，国内外均已成功开发了多轴振动试验系统，主要分为电液式和电动式两类［4］:电液式振动台结构简单、技术成熟、推力大、成本低，但驱动频率较低，一般为0～100 Hz;电动式多轴振动台一般由标准电动振动台组合而成，试验频率可达5～2 000 Hz，但由于各向运动解耦控制困难，有效载荷相对较低。在多轴振动台不能满足特殊载荷要求的情况下，本文采用柔性夹具设计［5］，以获得特定的输入载荷。

柔性夹具是通过结构动力学优化，按照动力学特性指标开展设计，使所获得的环境振动试验条件满足使用要求。根据不同刚度斜向支撑的柔性夹具设计思路，将不同方向的振动进行耦合，以在单轴振动台上产生特定的横向载荷用于产品的工程考核。……