專利名稱:電磁渦流激振疲勞試驗(yàn)器及其設(shè)計(jì)的制作方法
本發(fā)明屬機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域：
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據(jù)“發(fā)動(dòng)機(jī)強(qiáng)度振動(dòng)測(cè)試技術(shù)”(北航宋兆泓等編，1981年國(guó)防工業(yè)出版社)一書介紹，葉片疲勞試驗(yàn)器激振系統(tǒng)主要有氣體脈沖激振器和梁式振動(dòng)臺(tái)。前者噪音大，試驗(yàn)間可高達(dá)150db;后者高階高頻能力差，消耗功率大，設(shè)備復(fù)雜，成本高。
據(jù)美國(guó)ASME 69-Vib-59報(bào)導(dǎo)，渦流激振也是一種激振手段，但只有一張草圖，沒有任何技術(shù)資料，查閱英、美等國(guó)專利文獻(xiàn)，均未查到有關(guān)專利。
本發(fā)明的目的在于根據(jù)電磁渦流激振原理，研制噪音小，高階高頻疲勞性能好，能源消耗低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用于低電阻率材料的新型疲勞試驗(yàn)器。
基本原理，根據(jù)電磁理論，交變磁通穿過導(dǎo)電體時(shí)，在導(dǎo)體內(nèi)即產(chǎn)生感應(yīng)電渦流，若恰當(dāng)?shù)卦O(shè)置恒磁場(chǎng)，則導(dǎo)體將受到電磁力的作用而產(chǎn)生振動(dòng)。
電渦流激振力 F2＝0.102×10-7BIL＝A2sinωt根據(jù)電磁場(chǎng)理論，磁鐵在交變磁場(chǎng)中受到電磁推挽力作用而振動(dòng)。電磁推挽激振力F1＝8.16×10-8(SBo)/(μo) Bac＝A1sin(ωt+ (π)/2 )兩力同時(shí)作用于試件F＝F1+F2＝Aei(ωt+φ)電磁渦流激振疲勞試驗(yàn)器沒有運(yùn)動(dòng)部份，主要由底座(1)，激磁線圈(2)，C型鐵芯(3)，永磁體(4)等組成，形成一對(duì)交、直流磁路。交流磁路系統(tǒng)中包含串聯(lián)電容諧振箱，激磁線圈應(yīng)設(shè)置多個(gè)抽頭。直流磁路系統(tǒng)中包含有夾具和試件的磁路系統(tǒng)。
電磁渦流激振的效果主要取決于電渦流場(chǎng)的分布，交、直流磁場(chǎng)的配置，試驗(yàn)器與功放的阻抗匹配，直流磁路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，激磁電路中諧振點(diǎn)的選擇等。
組合方式永磁體與渦流感應(yīng)頭(C型鐵芯)之間的間隙尺寸a是結(jié)構(gòu)組合的關(guān)鍵，最佳間隙應(yīng)在10～30mm之間。
依據(jù)試件的固有頻率，在試驗(yàn)器與功放的阻抗匹配共同工作線上選擇相應(yīng)的激磁線圈匝數(shù)，調(diào)節(jié)串聯(lián)電容，使激磁電路發(fā)生諧振。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)1.激振力直接作用于試件，能量利用率高，功率消耗低，只有幾十到250瓦。
2.疲勞工作頻帶寬，高頻特性好。已做的疲勞頻帶為140～3172Hz。
3.激振力作用點(diǎn)可以任意調(diào)節(jié)，高階疲勞試驗(yàn)?zāi)芰?qiáng)。
4.噪音低(試驗(yàn)器本身噪音不大于70db)。
5.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，緊湊，使用、維護(hù)方便。
適用于低電阻率材料的振動(dòng)疲勞試驗(yàn)，特別適用于葉片振動(dòng)疲勞試驗(yàn)。本發(fā)明有一示意圖。
永磁體(4)與C型鐵芯(3)連成一體，形成電渦流激振的恒磁路，其間隙尺寸a是關(guān)鍵，應(yīng)嚴(yán)格控制，以使得較大的恒磁感應(yīng)強(qiáng)度區(qū)域與較大的電渦流密度區(qū)域相重合。在夾具上套以直流勵(lì)磁線圈使試件磁化，形成電磁推挽力的直流磁路。
權(quán)利要求
1.電磁渦流激振疲勞試驗(yàn)器由交、直流磁路系統(tǒng)組成，本發(fā)明特征是，疲勞試驗(yàn)器沒有運(yùn)動(dòng)部份，激振力直接作用于試件，且激振力由電渦流激振力和電磁推挽激振力二部份組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1的疲勞試驗(yàn)器，其特征是交流磁路系統(tǒng)中串聯(lián)電容諧振箱，激磁線圈設(shè)置多個(gè)抽頭。直流磁路系統(tǒng)中含夾具和試件的磁路系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1或2的疲勞試驗(yàn)器，其特征是永磁體與渦流感應(yīng)頭之間的間隙尺寸a是結(jié)構(gòu)組合的關(guān)鍵，最佳間隙應(yīng)在10～30mm之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1或2的疲勞試驗(yàn)器，其特征是依據(jù)被試件的固有頻率，在疲勞試驗(yàn)器與功放的阻抗匹配共同工作線上選擇相應(yīng)的激磁線圈匝數(shù)，調(diào)節(jié)串聯(lián)電容，使激磁電路諧振。
專利摘要
電磁渦流激振疲勞試驗(yàn)器及其設(shè)計(jì)，屬于機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域：
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文檔編號(hào)G01N3/32GK85103849SQ85103849
公開日1987年4月15日 申請(qǐng)日期1985年5月12日
發(fā)明者徐志懷 申請(qǐng)人:南京航空學(xué)院導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan