第11期 2017年11月
组合机床与自动化加工技术
Modular Machine Tool & Automatic Manufacturing Technique
文章编号：10012265(2017)11012002
D0I:10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.11.031
三坐标可调式激振器安装实验平台的设计
周建民，江炜文，谢锋云，刘翊，陈红年，李雪萌，刘博文
（华东交通大学机电与车辆工程学院，南昌330013）
No.11 Nov.2017
摘要：针对CRH380列车转向架轮对1：2模型的模态试验激振器安装围难及多点激振的问题，设计一个三坐标可调式激振器安装实验平台，其可以在X轴、Y轴与Z轴上自由移动，使激振器可以对研究对象选定的任一激励点、任意激励方向进行激振，同时对设计的实验装置中螺栓连接进行了强度、螺栓抗剪、螺栓抗拉及孔壁承压能力等校核，结果符合要求。设计三坐标可调式激振器安装实验平台，可有效的解决模态试验中激振器的安装问题，改善了激振器的激励效果，从而提高了模态分析结果的准确性。
关键词：模态实验；激振器；模态分析
中图分类号：TH122;TG65
文献标识码：A
Design of Exciter Installation Experiment Platform of
Three Coordinate Adjustable Vibration
ZHOU Jian-min, JIANG Wei-wen, XIE Feng-yun, LIU Yi, CHEN Hong-nian, LI Xue-meng, LIU Bo-wer(School of Mechatronics & Vehicle Engineering, East China Jiaotong University, Nanchang 330013, China) Abstract: According to the difficulty installation of the model of CRH380 wheel bogie 1 :2 about vibration exciter in the modal experiment, an exciter experimental platform of three coordinate adjustable vibration is developed. The experimental platform can move freely on the X axis, the Y axis and the Z axis. The vibra-tion exciter can excite any excitation point that be selected by arbitrary excitation direction. At the same time, the design of the bolt connection experimental device is checked by calculating the strength of the bolt, shear, tensile and pressure capacity of the hole wall. The results meet the requirements. The design of the experimen-tal platform can effectively solve the problem of the installation vibration exciter in the modal test, and improve
the excitation effect of the exciter to the research structure, and improve the accuracy of the test results. Key words: modal experiment; vibration exciter; modal analysis
引言 0
机械设备的故障检测与寿命评估技术已得到迅速的发展，而试验模态分析是根据测得的振动信号来判断机械故障与诊断设备状态的有效方法[1-2]，该方法受到了国内外科学界与工程界的广泛重视[3]，但对于模态实验中激振器的安装，少有相关方面的设计研究。试验模态分析是对采集的振动信号进行模态参数识别[4]，再对获得的模态参数进行定量分析，从而判断研究对象运行状态的一种方法。模态试验中激振方式般有两种，一是力锤激励，二是激振器激励。使用激振器对结构进行激励有激励信号便于控制，激振效果好，响应信号不容易发生泄漏等优点。但是它也有致命弱点，不便于安装，倘若激振器安装不稳，激励点选择不当，将严重影响试验模态分析的最终结果[5]，所以设计一个激振器安装实验平台以便于激振器安装，利于激励方向的选择是十分必要。
基于激振器安装困难的问题与激振器正确安装对收稿日期：2016-12-23；修回日期：2017-02-25
模态实验的重要性，设计了一种三坐标可调式激振器安装实验平台，实现激振器对研究对象进行激励时可在X轴、Y轴与Z轴的自由移动，并且可以实现对任意激励点与任何激励方向的激振，该实验平台可优化激励方案，防止激振器其他方向振动对实验的干扰，以实现增强采集数据可靠性的目的。
激振器安装实验平台的总体设计 1
1.1激振器安装实验平台的总体设计方案
试验模态分析的研究对象是CRH380列车转向架轮对1：2的模型，根据研究对象的具体尺寸，确定激振器安装实验平台的实际尺寸。其设计方案的总体要求[6-1]如下：①实验平台可以实现X轴、Y轴与Z轴方向的自由移动；②实验平台在可移动的范围内，可以在任何一点固定；③考虑到转向架轮对模型的结构特点与激振器的耐用性，激振器与实验平台应柔性连接。
三坐标可调式激振器安装实验平台的装配图如图
1所示，它主要由固定结构、可移动结构和激振平台三
*基金项目：国家自然科学基金（51565015）；江西省教育厅基金（GJJ160479）
作者简务数据975一），男，潮南邵阳人，华东交通大学教授，研究方向为智能诊断、无损检测等；通讯作者：谢锋云（1976一），男，湖南部阳人，
华东交遍大学副教授，研究方向为信号处理、模态分析等，（E-mail)xiefyun@163.com。