钢丝绳隔振器综合力学性能试验研究

　　钢丝绳隔振器最早由美国于20世纪70年代末研制成功,是一种典型的非线性隔振器,具有良好的隔振性能,承载能力强而且耐腐蚀耐高、低温,已经在航空、航天、车辆、舰船等众多领域得到了非常广泛的应用[1, 2],目前对其非线性迟滞特性和隔振性能,已有较多的理论和试验研究[3-9]。

　　国内的一些单位虽然有较成熟的产品生产,但具体隔振器型号的选择基本上是依据生产方的经验,对客户来说完全不知其中的根据;国外的生产厂家,向客户提供其产品的详细性能曲线,但也只包括静载条件下的隔振器变形和额定承载时的振动频率,激励条件对隔振器性能的影响并未给出。而且,现有隔振器在选择时通常只考虑正常重力条件下的隔振效果,对于航空、航天中特殊产品同时承受强过载和强振动的特殊要求,往往依靠试凑而无依据可循。因此,为了在规定的载荷条件下给电子产品选择适当的隔振器,对隔振器在复合环境下的动力学性能进行研究,具有重要意义。

　　钢丝绳隔振器具有强的非线性特性,设计人员往往无法直接借助现有商业有限元软件进行特性分析计算,经验和实验是必不可少的。本文以特定电子器件的隔振设计为出发点,通过实验研究了钢丝绳隔振器兼顾隔振、隔冲和抗过载的能力,为最终设计定型积累试验数据。

　　1 试件与试验系统

　　本次试验的待隔振对象是一安装有电子组件质量模拟件的铝质仪表板,为了探索隔振器刚度对隔振、隔冲和抗静载能力的综合影响,我们采用了三种不同型号的钢丝绳隔振器,分别是GG5.3-36、GG9.5-45和GG9.7-34,三种隔振器的刚度依次增大,本文分别称安装三种不同隔振器的试件为试件一、试件二和试件三。为了使试件轴向和横向的承载能力相当,隔振器采用45°倾斜安装方式。试件的安装状态如图1所示。

　　由传感器、电荷放大器、振动控制器与振动台系统组成一个闭环试验系统,试验系统示意图参见图2。

　　2 试件与试验系统

　　由于所研究的电子产品在正常工作状态下,会经受宽带随机振动、冲击和过载条件,所以在本文的研究中,按照GJB150-1986《军用设备环境试验方法》中的相关要求,分别对试件进行了宽带随机振动和冲击响应谱的考核,并进行了静力加载试验。

　　随机振动试验采用的是三点加速度响应平均控制方法,控制谱形见图3(图中g=9.8m/s²),冲击试验采用的是单点加速度响应控制方法,控制谱见图4。所有控制点均布在夹具上,测点分布在仪表板上和质量模拟件上,试验容差满足国军标的要求。

　　3 试验结果与分析