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為了保證振動(dòng)試驗(yàn)的正確性，夾具在使用前應(yīng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢測(cè)，以檢查其主要的動(dòng)態(tài)特性，如固有頻率、傳遞特性、夾具與試件連接面上各點(diǎn)響應(yīng)的均勻性、橫向運(yùn)動(dòng)、波形失真度是否符合要求，以確定是否需要采取技術(shù)措施進(jìn)行補(bǔ)救。

1、 夾具動(dòng)態(tài)特性檢測(cè)方法

夾具力學(xué)特性的要求：整個(gè)試驗(yàn)頻率范圍內(nèi)，夾具的頻響特性應(yīng)平坦且?jiàn)A具的一階固有頻率高于最高試驗(yàn)頻率，對(duì)于大型夾具來(lái)說(shuō)，要使其一階固有頻率高于試驗(yàn)件的一階固有頻率的3~5倍，避免發(fā)生夾具與試件在試驗(yàn)方向上發(fā)生共振耦合；夾具的阻尼要盡量大，夾具共振時(shí)（第一階固有頻率），共振放大倍數(shù)不大于4；夾具的橫向運(yùn)動(dòng)（垂直于激振方向的運(yùn)動(dòng)）要盡量小，一般來(lái)說(shuō)，橫向振動(dòng)比應(yīng)小于30%，至多不應(yīng)超過(guò)50%。

夾具動(dòng)態(tài)測(cè)定的方法如下：將夾具用螺栓固定到振動(dòng)臺(tái)的臺(tái)面上；加速度傳感器安裝到在振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面上，進(jìn)行閉環(huán)控制，設(shè)其激振方向?yàn)閍oy;在緊靠夾具與試件的連接孔附近，選擇幾個(gè)響應(yīng)點(diǎn)，在每個(gè)響應(yīng)測(cè)點(diǎn)處安裝一個(gè)三方向加速度傳感器，通過(guò)開(kāi)環(huán)分別測(cè)量激振方向響應(yīng)加速度aiy及橫向響應(yīng)振動(dòng)加速度aix和aiz；按試件振動(dòng)試驗(yàn)頻率范圍進(jìn)行正弦掃頻試驗(yàn)，記錄控制點(diǎn)和各響應(yīng)點(diǎn)的加速度隨頻率變化曲線；求出aiy/aoy變化曲線，計(jì)算出傳遞率，用以檢查所涉及夾具在激振方向的傳遞特性，一階固有頻率共振時(shí)的品質(zhì)因數(shù)“Q”和夾具連接面響應(yīng)的均勻性；求出橫向振動(dòng)與激振方向的加速度比（下式所示），此值檢查橫向運(yùn)動(dòng)大小。

2、 試驗(yàn)測(cè)試原理

1）振動(dòng)控制原理

振動(dòng)控制系統(tǒng)如下圖1所示，將控制儀生成的驅(qū)動(dòng)信號(hào)通過(guò)功率放大器逐級(jí)放大，然后驅(qū)動(dòng)振動(dòng)臺(tái)工作，同時(shí)控制點(diǎn)的響應(yīng)信號(hào)反饋給控制儀，將與設(shè)定好的參考譜進(jìn)行比較、修正，得出新的驅(qū)動(dòng)譜，如此反復(fù)進(jìn)行，使控制譜達(dá)到并滿(mǎn)足試驗(yàn)控制精度要求，一般情況控制點(diǎn)選取在產(chǎn)品與夾具連接界面處。

2）測(cè)量系統(tǒng)原理

測(cè)量系統(tǒng)如下圖2所示，采用內(nèi)置式加速度計(jì)測(cè)量產(chǎn)品各點(diǎn)在振動(dòng)環(huán)境下的加速度響應(yīng)。加速度測(cè)點(diǎn)測(cè)量X、Y、Z三方向的加速度，測(cè)點(diǎn)采用快干膠或環(huán)氧914粘接。測(cè)量點(diǎn)通過(guò)螺釘與絕緣的玻璃鋼塊連接，組成試驗(yàn)用傳感器組。產(chǎn)品不能打磨的部位，用酒精擦拭后粘貼鋁基，將傳感器粘貼在鋁基上；可打磨位置，打磨并用酒精擦拭后直接粘于產(chǎn)品上。為避免在試驗(yàn)期間傳感器、連接導(dǎo)線松動(dòng)而導(dǎo)致信號(hào)丟失，因而在傳感器安裝時(shí)和正式試驗(yàn)前對(duì)每個(gè)傳感器實(shí)施一次輕敲試驗(yàn)，以檢驗(yàn)由傳感器、數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)組成的測(cè)量系統(tǒng)連接的完好性。在試驗(yàn)過(guò)程中，信號(hào)分析系統(tǒng)監(jiān)視關(guān)鍵點(diǎn)的響應(yīng)，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。每次試驗(yàn)結(jié)束后，分析關(guān)鍵數(shù)據(jù)，根據(jù)測(cè)量結(jié)果決定是否進(jìn)行下一步試驗(yàn)。

本實(shí)驗(yàn)室采用VR控制儀對(duì)振動(dòng)臺(tái)進(jìn)行振動(dòng)控制，同時(shí)輸出cola信號(hào)，B&K3660-D型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對(duì)響應(yīng)點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集同時(shí)采集VR控制儀輸出的cola信號(hào)，如下圖3所示。

打開(kāi)PULSE Time Data Recorder，進(jìn)行響應(yīng)點(diǎn)和cola時(shí)域信號(hào)的采集，采集的信號(hào)為pti格式，PILSE →application→Time→TimTimeEdit&Analyze，打開(kāi)上述Time Data Recorder錄制的pti文件，將該文件轉(zhuǎn)換為uff格式，如圖4所示，然后用lms軟件offline sine data reduction模塊對(duì)該uff格式文件進(jìn)行振動(dòng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和分析，如圖5所示。

3 、夾具動(dòng)態(tài)特性檢測(cè)結(jié)果

對(duì)夾具進(jìn)行5Hz-2000Hz小量級(jí)0.2g特征級(jí)掃頻振動(dòng)試驗(yàn)，夾具的控制點(diǎn)布置在振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面上，響應(yīng)點(diǎn)位于夾具的上沿。對(duì)夾具Y向進(jìn)行振動(dòng)掃頻試驗(yàn)， Y向控制曲線和A點(diǎn)的響應(yīng)曲線如下圖6所示，基頻為212.3Hz與仿真吻合，滿(mǎn)足夾具一階固有頻率高于試驗(yàn)件的一階固有頻率的3~5倍的條件。

響應(yīng)點(diǎn)主主方向放大因子曲線如下圖7所示，共振時(shí)放大因子為14.35，100Hz內(nèi)的放大因子Q值最大為1.2，滿(mǎn)足要求。

橫向振動(dòng)與激振方向加速度之比為如下圖8所示,100Hz以?xún)?nèi)該值非常小，滿(mǎn)足小于30%的要求。

4 、小結(jié)

本文提出了夾具動(dòng)態(tài)特性檢測(cè)的方法，并對(duì)試驗(yàn)測(cè)試的方法和原理進(jìn)行說(shuō)明，提出了一種依靠B&K測(cè)試系統(tǒng)振動(dòng)響應(yīng)點(diǎn)的測(cè)試方法，該方法對(duì)振動(dòng)試驗(yàn)信號(hào)處理具有重要的意義，經(jīng)測(cè)試該夾具滿(mǎn)足夾具的基本要求。