本實用新型屬于減振降噪領域，特別涉及一種超材料隔振器的力學性能測試裝置。

背景技術：

近年來，低頻隔振一直是海洋武器裝備平臺面臨的技術難題。超材料技術的興起，為低頻隔振提供了新的技術途徑，使得隔振器的剛度定制和智能控制成為可能，為隔振系統(tǒng)實現(xiàn)“高靜低動”并最終提高低頻隔振效果提供了技術支撐。在此背景下，超材料隔振器的研制工作被提上日程，與此同時，對超材料隔振器的靜、動態(tài)力學性能試驗測試分析也日益受到重視。當前傳統(tǒng)隔振器的靜、動態(tài)力學性能測試方法已經(jīng)有現(xiàn)成的標準，并擁有許多形式的專業(yè)測試臺架。然而，這些臺架大都是專業(yè)定制產(chǎn)品、造價昂貴、用途單一且普及程度不高。此外，傳統(tǒng)的隔振器設計，因橡膠壓縮模量一般大于剪切模量，隔振器橫向剛度會小于主承載方向，造成部分低固有頻率的隔振器雖然具備良好的隔振效果，但橫向剛度低，隔振系統(tǒng)不穩(wěn)定。而超材料隔振器針對上述現(xiàn)象，在設計時，采用均勻化理論，對隔振器的剛度性能進行調(diào)控，使側(cè)向剛度均大于主承載方向的剛度。如此，則有效解決了隔振效果與隔振系統(tǒng)穩(wěn)定性之間的矛盾。為驗證上述設計目標，對超材料隔振器的力學性能進行測試便尤為重要。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是：為模擬超材料隔振器實際服役時的工況靜載，提供一種用于測量超材料隔振器的力學性能的裝置。

本實用新型的技術方案是：一種超材料隔振器力學性能測試裝置，它包括：側(cè)定板、轉(zhuǎn)接板、激勵傳遞部件、側(cè)動板、千分表以及鎖緊螺桿；

側(cè)定板上設有兩段呈中心對稱分布的弧形滑動槽，在側(cè)定板上還設有定位止轉(zhuǎn)孔；

轉(zhuǎn)接板的一面設有用于安裝超材料隔振器的接口，另一面上設有轉(zhuǎn)動手柄；

激勵傳遞部件包括：由四塊支撐板與兩塊側(cè)向固定板組成的盒體結(jié)構(gòu)，可拆卸的安裝在該盒體結(jié)構(gòu)其中一塊支撐板上的蓋板，以及與蓋板連接的傳力桿；

轉(zhuǎn)接板通過平面軸承安裝在側(cè)定板上，轉(zhuǎn)動手柄從其中一個滑動槽內(nèi)穿出；轉(zhuǎn)接板與側(cè)定板之間通過位于定位止轉(zhuǎn)孔內(nèi)的銷軸實現(xiàn)定位與緊固；

側(cè)動板與側(cè)定板的結(jié)構(gòu)相同，另一塊轉(zhuǎn)接板以相同的方式安裝在側(cè)動板上；

側(cè)定板與側(cè)動板的底部均設有用于將測試裝置固定于試驗測試臺上的固定塊；側(cè)定板與側(cè)動板相對設置，之間設置有導桿以及鎖緊螺桿，導桿的一端與側(cè)定板固定連接，另一端通過直線軸承安裝在側(cè)動板上，鎖緊螺桿的一端與側(cè)定板固定連接，另一端與側(cè)動板活動連接；側(cè)動板可沿導桿移動并由鎖緊螺桿鎖緊；

兩個超材料隔振器以側(cè)掛形式安裝在兩塊轉(zhuǎn)接板上，其軸線與傳力桿相垂直，超材料隔振器的安裝端口位于激勵傳遞部件的盒體結(jié)構(gòu)內(nèi)，并由穿過側(cè)向固定板的鎖緊螺栓固定；

千分表安裝在兩塊轉(zhuǎn)接板之間。本裝置通過對待測超材料隔振器進行預壓縮，以位移控制的方法來實現(xiàn)特定載荷的模擬加載。在測試隔振器側(cè)向力學性能時，采取雙隔振器側(cè)掛對裝的方式來抵消因激勵產(chǎn)生的水平分力，保證激勵方向始終垂直。傳力桿保證激勵準確施加于待測超材料隔振器，同時在不改變加載量的情況下，實現(xiàn)測試方向快速轉(zhuǎn)換。

具體的操作過程為：

a)將側(cè)動板沿導桿移動至遠離側(cè)定板的最大位移處；

b)將轉(zhuǎn)接板分別安裝于側(cè)定板、側(cè)動板，并通過手柄進行預轉(zhuǎn)動，保證轉(zhuǎn)接板轉(zhuǎn)動流暢，定位止轉(zhuǎn)孔同軸度好；

c)將一組同型號待測超材料隔振器以側(cè)掛對裝的形式分別安裝在兩轉(zhuǎn)接板，并對轉(zhuǎn)接板進行定位鎖緊；

d)通過鎖緊螺栓分別將兩塊側(cè)向固定板緊固安裝于兩隔振器的安裝端口；

e)滑動側(cè)動板調(diào)整兩固定板之間的間距至合適位置安裝四塊支撐板；

f)在頂部的支撐板上，垂直放置傳力桿，并通過蓋板對傳力桿進行壓緊，隨后以螺栓緊固，完成激勵傳遞部件的裝配；

g)在兩轉(zhuǎn)接板之間安裝千分表，并使千分表處于預壓縮狀態(tài)，根據(jù)目標壓縮量△，計算出千分表的目標讀數(shù)值；

h)旋轉(zhuǎn)鎖緊螺桿活動端的鎖緊螺栓，觀測千分表的數(shù)值，到達千分表的目標讀數(shù)值后，停止旋轉(zhuǎn)鎖緊螺栓；

i)通過固定塊將整個裝置牢固固定于試驗測試臺，進行超材料隔震器一個方向上的力學性能測試；

j)測試完成后，拆卸激勵傳遞部件的傳力桿、蓋板、鎖緊螺栓，轉(zhuǎn)動手柄將轉(zhuǎn)接板轉(zhuǎn)動90°后，重復步驟c)-i)即可測試隔振器其它方向的力學性能。

有益效果：本實用新型通過調(diào)節(jié)側(cè)定板與側(cè)動板之間的位移來控制模擬靜載荷大小，并通過鎖緊螺栓實現(xiàn)保載；通過轉(zhuǎn)接板的可旋轉(zhuǎn)化實現(xiàn)保載條件下測試方向的快速變換；激勵傳遞部件中的傳力桿采用靈活安裝方式，即超材料隔振器受模擬載荷夾持時，傳力桿與蓋板可根據(jù)測試需求靈活安裝于不同測試方向。本實用新型可以有效模擬超材料隔振器實際服役時的載荷，預先獲得更為準確的隔振器服役性能參數(shù)，為新型隔振器的研制、選型提供設計參考和依據(jù)。

附圖說明

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1的俯視圖；

圖3是本實用新型中轉(zhuǎn)接板與側(cè)定板的連接方式示意圖；

圖4是本實用新型中激勵傳遞部件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是圖4的俯視圖。

具體實施方式

實施例1，參見附圖1、2，一種超材料隔振器力學性能測試裝置，它包括：側(cè)定板1、轉(zhuǎn)接板2、激勵傳遞部件4、側(cè)動板7、千分表8以及鎖緊螺桿10；

參見附圖3，側(cè)定板1上設有兩段呈中心對稱分布的弧形滑動槽14，在側(cè)定板1上還設有定位止轉(zhuǎn)孔13；

轉(zhuǎn)接板2的一面設有用于安裝超材料隔振器3的接口，另一面上設有轉(zhuǎn)動手柄21；

參見附圖4、5，激勵傳遞部件4包括：由四塊支撐板43與兩塊側(cè)向固定板44組成的盒體結(jié)構(gòu)，可拆卸的安裝在該盒體結(jié)構(gòu)其中一塊支撐板43上的蓋板42，以及與蓋板42連接的傳力桿41；傳力桿41的高徑比大于10(H/D＞10)，保證激勵傳遞方向的剛度足夠大，而徑向剛度則相對較小；

轉(zhuǎn)接板2通過平面軸承12安裝在側(cè)定板1上，其轉(zhuǎn)動手柄21從其中一個滑動槽14內(nèi)穿出；轉(zhuǎn)動手柄21與滑動槽14為間隙配合，通過轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)接板2上的轉(zhuǎn)動手柄21對超材料隔振器3進行旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)測試方向變換，轉(zhuǎn)接板2與側(cè)定板1之間通過安裝在定位止轉(zhuǎn)孔13內(nèi)的銷軸進行定位與緊固；

側(cè)動板7與側(cè)定板1的結(jié)構(gòu)相同，另一塊轉(zhuǎn)接板2以相同的方式安裝在側(cè)動板7上；

側(cè)定板1與側(cè)動板7的底部均設有固定塊9；側(cè)定板1與側(cè)動板7相對設置，之間設置有導桿5以及鎖緊螺桿10，導桿5的一端與側(cè)定板1固定連接，另一端通過直線軸承6安裝在側(cè)動板7上，鎖緊螺桿10的一端與側(cè)定板1固定連接，另一端與動側(cè)板7活動連接；側(cè)動板7可沿導桿5移動并由鎖緊螺桿10鎖緊；

兩個超材料隔振器3以側(cè)掛形式安裝在兩塊轉(zhuǎn)接板2上，其軸線與傳力桿41相垂直，超材料隔振器3的安裝端口位于激勵傳遞部件4的盒體結(jié)構(gòu)內(nèi)，并由穿過側(cè)向固定板44的鎖緊螺栓45固定；

在測試過程中，模擬載荷的施加與保載通過安裝于側(cè)動板7和測定板1之間的鎖緊螺桿10實現(xiàn)，鎖緊螺桿10與側(cè)定板1采用固定連接，與動側(cè)板7采用活動連接，通過擰緊鎖緊螺栓調(diào)整側(cè)定板1與側(cè)動板7之間的間距，以千分表8的顯示數(shù)值作為反饋，實現(xiàn)壓縮量控制。

實施例2，一種超材料隔振器(MI400)，其主承載方向設計載荷為400kN，靜剛度為1000N/mm?，F(xiàn)試驗要求測試該隔振器的三向額定載荷靜剛度、動剛度、以及動態(tài)力學耐久性能。試驗設備選用通用型商品型號MTS322動態(tài)疲勞試驗機，其中主承載方向，因隔振器本身可以正置，測試時，激勵方向和主承載方向共軸，可以直接測試。試驗測試出隔振器的靜剛度為968N/mm，額定載荷靜變形量為4.13mm，達到設計預期目標。其非主承載方向(兩個側(cè)向)力學性能測試過程如下：將兩個MI400分別安裝在兩個轉(zhuǎn)接板2上；將兩側(cè)向固定板44分別安裝于隔振器的承載端，螺栓鎖緊；滑動側(cè)動板7，使得兩側(cè)向固定板44之間的間隙恰好適合安裝支撐板43，除側(cè)向固定板44頂部以外，其它側(cè)面均用螺栓將支撐板43緊固于側(cè)向固定板；在側(cè)向固定板44頂部的支撐板43上，放置傳力桿41，再用蓋板42壓緊，最后螺栓鎖固；緊固鎖緊螺桿10的固定端螺栓，再輕微旋緊活動端的螺栓，感覺到隔振器的輕微壓縮阻力后，安裝千分表8于兩轉(zhuǎn)接板2之間，使得千分表8有一定的初始壓縮位移(L0)，隨后旋轉(zhuǎn)鎖緊螺桿10上的螺栓，使得L＝L0+8.26mm；調(diào)整本裝置在試驗機上的位置，使得傳力桿41與試驗機激振器共軸，隨后將固定塊9安裝于側(cè)定(動)板，并通過固定塊9將整套試驗裝置牢固固定于試驗機基座；通過試驗機對傳力桿41施加動載荷，測試出ZX方向的動態(tài)力——位移曲線，經(jīng)數(shù)據(jù)處理，得出ZX方向動剛度為1213N/mm,計算出的固有頻率為8.8Hz,隨后在8.8Hz的頻率下對隔振器進行激振2小時，并測試耐久試驗后ZX方向的動態(tài)力——位移曲線，計算出耐久后ZX方向的動剛度為1248N/mm，耐久性能改變量為2.86％；拆卸傳力桿41上的蓋板42，取下傳力桿41，將轉(zhuǎn)接板旋轉(zhuǎn)90°，重新定位，并鎖緊止轉(zhuǎn)，再安裝好傳力桿41，對ZY向重復ZX方向的測試，測試獲得ZY方向的動剛度為2270N/mm,耐久后的動剛度為2354N/mm,耐久性能改變量為3.70％。