試驗夾具的基本作用
試驗夾具的基本作用是將試驗臺所產(chǎn)生的機械激勵如實地傳遞給受試樣品,并且保證 在樣品的固定點上滿足試驗規(guī)范的要求。通過夾具安裝的變化,改變試驗的軸線和方向。 因此,夾具的設(shè)計必須著重考慮可能妨礙到達試驗要求和可能影響再現(xiàn)性方面的問題。
試驗夾具要將試驗臺產(chǎn)生的試驗激勵真實地傳遞到試驗樣品上,應(yīng)該具有良好的 傳遞特性。試驗夾具自身的固有頻率應(yīng)該盡址避免落在試驗的頻率范圍內(nèi)。這是因為固有 頻率遇試驗臺產(chǎn)生的試驗共振前會有一段頻率產(chǎn)生響應(yīng)放大的過程;之后又會在一大段頻 率內(nèi)對試驗臺產(chǎn)生的試驗激勵產(chǎn)生衰減,出現(xiàn)隔振的現(xiàn)象。然時,試驗夾具在使用中將剛 性地與試驗臺面及樣品連接,使整個試驗系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)變得十分復(fù)雜。
試驗夾具要具有良好的傳遞特性,就應(yīng)該有盡量高的剛度-質(zhì)量比。通過試驗夾具 的材料、合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計和加工工藝實現(xiàn)。
①夾具的材料
影響尚冇頻率的因尜足楊氏模ME/p材料密度。因此,用較大楊氏模獻和較輕材料是 可取的。但對人部分金屬而言E/P比值差別并不是太大。
影響傳遞特性的因素是夾具的剛度-質(zhì)貴比。降低質(zhì)覺的直接考慮是選用輕質(zhì)材料。 常用制作夾具的可選材料按密度依次為鎂合金、鋁鎂合金、鋁合金、鋼材。設(shè)計合理的鋁 鎂合金試驗夾具試驗用頻率可以達到2 OOOHz左右。
②夾具的結(jié)構(gòu)
通過結(jié)構(gòu)設(shè)計是提高夾具剛度-質(zhì)量比的有效途徑。一般講,墩厚的實體結(jié)構(gòu)會有較 高的剛度。在設(shè)計上各結(jié)構(gòu)成分的截面力學(xué)特性一慣性矩是可計算的。那么,從實心體上 為安裝和被安裝結(jié)構(gòu)、安裝面配合要求、加工工藝和對整體剛度影響不大的減輕處理等幾 方面兼顧設(shè)計,就能得到較為理想的結(jié)構(gòu)效果。要特別注意梁狀和板狀結(jié)構(gòu)要素的設(shè)計和 計算。
③夾具的加工工藝性
工藝方案往往受制于加工能力、周期和經(jīng)費支持等因素。從整體工藝措施上包括鑄 造、焊接、螺紋連接和粘接等;還有就是切削加工、熱處理和表面處理等。
考慮到價格因素、加工工藝性和較高的內(nèi)部阻尼特性,經(jīng)常采用鋁合金。鋁鎂合金鑄 造、實心鍛造/擠壓鋁合金材料,經(jīng)切削加工和使用螺紋連接是試驗夾具較常見的工藝
組合。