试验夹具的基本作用
试验夹具的基本作用是将试验台所产生的机械激励如实地传递给受试样品,并且保证 在样品的固定点上满足试验规范的要求。通过夹具安装的变化,改变试验的轴线和方向。 因此,夹具的设计必须着重考虑可能妨碍到达试验要求和可能影响再现性方面的问题。
试验夹具要将试验台产生的试验激励真实地传递到试验样品上,应该具有良好的 传递特性。试验夹具自身的固有频率应该尽址避免落在试验的频率范围内。这是因为固有 频率遇试验台产生的试验共振前会有一段频率产生响应放大的过程;之后又会在一大段频 率内对试验台产生的试验激励产生衰减,出现隔振的现象。然时,试验夹具在使用中将刚 性地与试验台面及样品连接,使整个试验系统的动态响应变得十分复杂。
试验夹具要具有良好的传递特性,就应该有尽量高的刚度-质量比。通过试验夹具 的材料、合理的结构设计和加工工艺实现。
①夹具的材料
影响尚冇频率的因尜足杨氏模ME/p材料密度。因此,用较大杨氏模献和较轻材料是 可取的。但对人部分金属而言E/P比值差别并不是太大。
影响传递特性的因素是夹具的刚度-质贵比。降低质觉的直接考虑是选用轻质材料。 常用制作夹具的可选材料按密度依次为镁合金、铝镁合金、铝合金、钢材。设计合理的铝 镁合金试验夹具试验用频率可以达到2 OOOHz左右。
②夹具的结构
通过结构设计是提高夹具刚度-质量比的有效途径。一般讲,墩厚的实体结构会有较 高的刚度。在设计上各结构成分的截面力学特性一惯性矩是可计算的。那么,从实心体上 为安装和被安装结构、安装面配合要求、加工工艺和对整体刚度影响不大的减轻处理等几 方面兼顾设计,就能得到较为理想的结构效果。要特别注意梁状和板状结构要素的设计和 计算。
③夹具的加工工艺性
工艺方案往往受制于加工能力、周期和经费支持等因素。从整体工艺措施上包括铸 造、焊接、螺纹连接和粘接等;还有就是切削加工、热处理和表面处理等。
考虑到价格因素、加工工艺性和较高的内部阻尼特性,经常采用铝合金。铝镁合金铸 造、实心锻造/挤压铝合金材料,经切削加工和使用螺纹连接是试验夹具较常见的工艺
组合。