一种结构振动疲劳试验方法、装置、设备、介质及产品

    专利查询2025-08-07  29


    本申请涉及金属或复合材料结构疲劳试验,特别是涉及一种结构振动疲劳试验方法、装置、设备、介质及产品。


    背景技术:

    1、疲劳失效是在交变载荷作用下构件或结构的主要失效形式。车辆、飞机、齿轮、汽轮机叶片和弹簧等构件和结构通常会因疲劳而失效。在航空航天、核工业、机械等领域,一些结构部件需要在工作中承受振动载荷,因此在研究高速运转结构件的疲劳疲劳寿命中,需要特别重视振动疲劳疲劳寿命的研究。一般说来,材料振动疲劳的试验测试通常在疲劳试验机上进行。受到试验设备的限制,多数疲劳试验机的工作频率通常只能开展10-1000hz的加载试验。振动疲劳试验耗时较长,因此提高振动疲劳试验的效率,缩短试验周期,是当前研究的一个重要方向。


    技术实现思路

    1、本申请的目的是提供一种结构振动疲劳试验方法、装置、设备、介质及产品,能提高振动疲劳试验的效率缩短试验周期。

    2、为实现上述目的,本申请提供了如下方案:

    3、第一方面,本申请提供了一种结构振动疲劳试验方法,包括:

    4、构建待测试构件;所述待测试构件为一维声学黑洞结构;

    5、获取待测试构件上各测量点处由于振动产生的实时速度;

    6、根据待测试构件上各测量点处由于振动产生的实时速度计算待测试构件声学黑洞区域的集中应力作为应力水平。

    7、可选地,根据待测试构件上各测量点处由于振动产生的实时速度计算待测试构件声学黑洞区域的集中应力,具体包括:

    8、根据待测试构件上各测量点处由于振动产生的实时速度计算待测试构件上各测量点处的实时位移;

    9、根据待测试构件上各测量点处的实时位移得到待测试构件上各测量点处的挠度;

    10、根据待测试构件上各测量点处的挠度以及待测试构件上各测量点处的厚度计算待测试构件声学黑洞区域的集中应力。

    11、第二方面,本申请提供了一种结构振动疲劳试验装置,用于实现上述所述的结构振动疲劳试验方法,所述结构振动疲劳试验装置包括:夹持部分、待测试构件、电信号发生单元、压电换能器和振动测量模块;所述待测试构件的形状为一维声学黑洞结构;所述夹持部分与所述待测试构件的最大厚度处连接,且所述夹持部分的厚度均匀并与所述待测试构件的最大厚度相同;所述电信号发生单元与所述压电换能器连接;所述压电换能器设置在所述夹具上,所述压电换能器用于将电信号发生单元产生的电信号转换成振动信号,所述振动测量模块用于测量所述待测试构件上各测量点处由于振动产生的实时速度,并根据所述待测试构件上各测量点处由于振动产生的实时速度计算所述待测试构件声学黑洞区域的集中应力作为应力水平。

    12、可选地,所述电信号发生单元,具体包括:

    13、依次连接的信号发生器和功率放大器;所述功率放大器与所述压电换能器连接。

    14、可选地,所述振动测量模块,具体包括:

    15、依次连接的激光多普勒测振仪和计算机,所述激光多普勒测振仪用于测量所述待测试构件上各测量点处由于振动产生的实时速度,所述计算机用于根据所述待测试构件上各测量点处由于振动产生的实时速度计算所述待测试构件声学黑洞区域的集中应力。

    16、可选地,所述计算机包括:

    17、位移计算模块,用于根据所述待测试构件上各测量点处由于振动产生的实时速度计算所述待测试构件上各测量点处的实时位移;

    18、挠度曲线模块,用于根据所述待测试构件上各测量点处的实时位移得到所述待测试构件上各测量点处的挠度;

    19、集中应力计算模块,用于根据所述待测试构件上各测量点处的挠度以及所述待测试构件上各测量点处的厚度计算所述待测试构件声学黑洞区域的集中应力。

    20、第三方面,本申请提供了一种计算机设备,包括:存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序以实现上述所述的结构振动疲劳试验方法。

    21、第四方面,本申请提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现上述所述的结构振动疲劳试验方法。

    22、第五方面,本申请提供了一种计算机程序产品,包括计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现上述所述的结构振动疲劳试验方法。

    23、根据本申请提供的具体实施例,本申请公开了以下技术效果:

    24、本申请提供了一种结构振动疲劳试验方法、装置、设备、介质及产品,将待测试构件设置成一维声学黑洞结构,通过声学黑洞结构的能量聚集效应能够在较短时间内施加大量的交变载荷循环,能提高振动疲劳试验的效率缩短试验周期。



    技术特征:

    1.一种结构振动疲劳试验方法,其特征在于,所述结构振动疲劳试验方法包括:

    2.根据权利要求1所述的结构振动疲劳试验方法,其特征在于,根据待测试构件上各测量点处由于振动产生的实时速度计算待测试构件声学黑洞区域的集中应力,具体包括:

    3.一种结构振动疲劳试验装置,其特征在于,用于实现上述权利要求1-2中任一项所述的结构振动疲劳试验方法,所述结构振动疲劳试验装置包括:

    4.根据权利要求3所述的结构振动疲劳试验装置,其特征在于,所述电信号发生单元,具体包括:

    5.根据权利要求3所述的结构振动疲劳试验装置,其特征在于,所述振动测量模块,具体包括:

    6.根据权利要求5所述的结构振动疲劳试验装置,其特征在于,所述计算机包括:

    7.一种计算机设备,包括:存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序以实现权利要求1-2中任一项所述的结构振动疲劳试验方法。

    8.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-2中任一项所述的结构振动疲劳试验方法。

    9.一种计算机程序产品,包括计算机程序,其特征在于,该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-2中任一项所述的结构振动疲劳试验方法。


    技术总结
    本申请公开了一种结构振动疲劳试验方法、装置、设备、介质及产品,涉及金属或复合材料结构疲劳试验技术领域,该方法包括:构建待测试构件;所述待测试构件为一维声学黑洞结构;获取待测试构件上各测量点处由于振动产生的实时速度;根据待测试构件上各测量点处由于振动产生的实时速度计算待测试构件声学黑洞区域的集中应力作为应力水平,本申请能提高振动疲劳试验的效率缩短试验周期。

    技术研发人员:张超,夏云仙,武广一,季宏丽,裘进浩,陶翀骢,李伟
    受保护的技术使用者:南京航空航天大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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