振动和冲击试验夹具设计，有时被称为不正规技术
。当人们看到一个有经验的夹具设计师不经任何推算而设计出夹具，就加强了这种设法
。若是某人要按分振动教材书去设计，他就会立即感应，诸如刚度矩阵也都用不上
。因而这种设法就更进一步加深了
。一些夹具设计者，只推算一些简支梁的振型，却很少去推算整个夹具的响应，只有及少数设计师可能恰如其份地使用逻辑法式去论述并成功地设计夹具
。很多评论者以为，对一个夹具不成能作出中意的分析
。所以一个成功的设计，部门靠命运，部吩炀经验
。
 
对夹具各个部门作出合理的逐步分析后，就可能实现夹具的设计
。夹具振动的误差，不会超过10%或20%，这样的误差通常是允许的
。精度提得越高，必要破费的功夫和致力就越大
。
 
1、在机械工程方面有肯定学位的人，并不愿定设计出好夹具；而很多没有学位的人反到设计出优良的夹具
。对于夹具设计者，有了机械造作与电子学的基础，加上工程经验，出格是加工的经验
。其次单元内表的造作的能力,就能造作出一个好的夹具
。
 
2 、夹具的功能
 
试验样品的装置有二种步骤，一种是直接装置在振动台台面上（即动圈上），另一种是通过过渡装置装置在振动台的台面（即动圈）上，这种过渡装置在振动和冲击试验中将其称为夹具
？杉芯叩墓δ，就是将振动台（或冲击机）的振动和冲击能量通过机械衔接不失真、不放大、一比一的传递传给试件，从而保障试验样品经受到所划定的试验应力，当然这是梦想状态
。图1给出的电—机械方块图，暗示振动试验系统各部门的关系：实线暗示电能传递路线，虚线暗示机械能传递路线
。
 
3 、夹具根基要求

上面已说了振动、冲击试验夹具的功能就是将振动台（或冲击机）产生的机械能传递给试件
。夹具在总体设计方面所遇到的难题是必须设计出重量最幼、刚性最大、在试验频率领域内不会发生结构共振的夹具
。夹具设计往往取决于工程经验，夹具设计通常比力费时、费劲，不仅要思考夹具自身的个性，并且要尽量削减夹具与试件的相互影响
。夹具设计应蕴含分析和预计试件的最低阶振型
。
 
夹具设计的理论推算重要蕴含刚度、质量和固有频率三个根基参数
。刚度蕴含刚体平移、刚体旋转及刚体弯曲；阻尼并不显著地扭转固有频率，仅扭转振动幅值
。影响固有频率的二个身分为质量和刚性
。对于复杂夹具的固有频率，Dunkerley方程提供了一种步骤，即通过结合复合结构元件中的非偶合型固有频率来估计系统的固有频率
。夹具设计时必须进行的几个最根基设计如下
。
 
（1）夹具的固有频率应满足试验的频率领域
很多产品的靠得住性与环境试验要求的试验频率领域通常为10～2000Hz，所有试验必须使用电磁振动台
。电磁振动台是目前最先进最常用的振动台，其最低频率通常为5～10Hz，最高频率可达3000～4000Hz以上
。为了满足10～2000Hz试验频率领域，在此频率领域，夹具的频响个性要平展，夹具设计和推算（或测定）时，其一阶频率应高于最高试验频率
。这对于幼型、单一夹具是易做到的，但对大型复杂夹具则很难题甚至是不成能的
。即便这样，设计推算（或测定）夹具的一阶固有频率也应高于试件的一阶固有频率，以预防发身夹具与试件的共振偶合
。w88win优德提醒在确定试件的固有频率时，能够把试件划分为梁、板等元件，推算各个元件的固有频率，而后用Dunkerley方程推算试件的固有频率
。
 
（2）对夹具重量（振动台额定推力）的验算
对夹具重量（振动台额定推力）的验算，重要思考振动台的承载重量W和试验加快度a
。倒佚弦振动试验的最大加快度为a时，振动台的正弦推力F应大于W.a；当随机振动试验的总均方根加快度值已知为arms时，振动台的随机推力F应大于（W1+W2+W3）. arms
。式中：W1：试验样品重量，W2：夹具重量，W3：振动台动圈重量
。 设计用来支持试件的夹具，试件的尺寸和状态是必不成少的，由于它们决定夹具的尺寸和状态
。你还必须试件的重量和重心，至少也要估算出重心的地位，试件和夹具的合成重心尽可能精确地落在振动台的中心线上
。
温度对夹具的机能也是有影响的，当一夹具要用于温度振动试验时，就要把稳这一点，高温可使金属产生塑性屈服，低温可使资料冷脆
。
 
一个好的夹具至少应满足下列要求：
（1）在整个试验频率领域内，夹具的频响个性要平展，夹具的第一阶固有频率应高于最高试验频率，还应预防发生夹具与产品的共振耦合
。
（2）夹具与产品衔接面上的各衔接点的响应要尽量一致，以确保试验时激励输入的均匀性
。
（3）夹具的刚度质量比要足够大
。
（4）夹具的阻尼要大，夹具共振时（第一阶固有频率），其品质（放大）因数Q不应大于4
。
（5）夹具的质量最好是试件的2～4倍
。通常在估算振动台必要的推力的时，用此比值就行
。
（6）夹具横向活动（指垂直于激振方向）要尽量幼
。
 
接点的活动都一致是难题的，在某些频率下，出现相位和振幅的差距，其差距有时最高到50：1，这从台面上几个加快度计的输出中就能看到
。一个好的设计可能部门地使差距减至最幼，并且可能在尝试规范要求的频率领域内，使得各加快度计之间的差距达到答理限度，很大水平上决定于夹具和振动台的尺寸
。无论你的设计和造作出的夹具多么好，若是合力超出振动台划定的倾覆力矩，活动将不再是线性的，并且各加快度计输出差距很大
。
 
4 、夹具的根基大局
 
夹具的种类繁多，差距很大，从专门用处以及设计上的差距可分为：
 
（1）平板型夹具
平板型夹具的作用是把试件与振动台面衔接起来，若没有这样的板，要使试件与振动台面直接衔接进行振动试验或冲击试验，就很少有这种可能性
。此表这种板削减了对振动台面上衬套的磨损以及衬套从台面上脱出的危险
。
平板型夹具绝大部门是价值不大的亏损品，如单一的平板
。但有些需精心造作
。如需持久的、大量的做试验用，这些板就该当精心设计
。现实的例子就是，把大量零件放到一块大型转接板上在大振动台上做试验，这要比只是单个或有限个零件放在幼振动台上做试验经济得多
。通常地讲，过度板的尺寸是肆意的，直到和振动台面的直径通常大（有时允许稍微超出一些）
。厚度能够从2.5cm到15cm任选
。埋螺钉头的孔通常是用平底打孔钻钻成
。并用钢造平垫圈（机加工并淬火）以；ぜ绮
。

 
（2）立方型夹具
立方体夹具重要用于幼型零构件的振动冲击试验
Ｄ芄恢苯庸潭ㄕ穸ㄉ
。也能够由过度板来固定
。当装在顶面上的试件接受垂直方向的振动冲击时，其它四个平面（在周围上）都能接受到平行方向的振动冲击
。周围上的任一快板均能转900（在基平面内旋转）用于经受平行于基平面的二个方向的振动或四个方向冲击（冲击有正向冲击和反向冲击之分，故比振动多了二个方向）
。
立方体上有螺钉衬套，用螺钉衔接板（或者与试件直接相连）
。夹具上还必须有衔接气、液、或电器的装置孔
。
 
（3）过度架型夹具
过度架型夹具重要用于整机产品的试验，这种夹具要凭据试验样品的状态来设计
。所以分歧状态的样品，其夹具的状态也不一样
。过度架型夹具的状态、刚度和强度要尽量靠近样品在现实使用中的情况
。
 
（4）L形夹具
L形夹具的各部门可用螺接，亦可用粘结或焊接结合起来，或者用整块料机械加工而成
。

 
（5）T形夹具
T形夹具除了垂直平板装在中心地位表，其他方面和L形夹具相类似
。试验件能够同时固定在垂直平板的两面，只有夹具比试件重，就很容易做到使试件/夹具的组合重心通过振动台的轴线
。除上述5种大局表，还有各类大局的夹具等
。
 
5、夹具的资料和造作步骤
 
5.1 造作的夹具资料
在造作夹具的过程中，通常是首先选择造作步骤，而后是选择资料
。就资料而言，资料的强度和委顿个性在夹具设计中很少必要思考
。由于夹具高频个性所要求的刚性使得夹具极度扎实
。很少因强度不及而败坏的
。
由于重量时时是夹具最关键的参数，所以铝和镁是最常用的资料
。对统一尺寸大幼的金属而言，铝（密度0.1磅/英寸3）比镁（0.065磅/英寸3）重1/3，而钢（0.3磅/英寸3）比镁重四倍
。武汉w88win优德提醒某些铝镁合金的阻尼个性比钢好，加工也便宜
＝谠旃逃衅德实某煞质荅/Р，其中E是杨氏模数（磅/英寸3），Р是密度（磅/英寸3）
。对于大无数金属来说E/Р比值约为108
。因而，为一些特殊设计精选资料并不会显著扭转其频率个性
。
 
夹具设计者要思考资料的价值
。一次采办大量的资料固然贮存起来可能难题，但能节俭资金
。只有付给少量的附加用度，供给者时时可能粗略地把板材切割成最合用的尺寸
。设计人员时时要援手他们的采购人员去寻找最好的供给者
。
镁在机械加工时，时时要提醒有关着火的危险性
。重要危险是精刨或镁屑集中处,如有一个幼颗粒被点着就会导致全数发作
。加强厂房治理就能够预防这种危险
。
 
5.2 用整块原资料机械加工造作夹具
用一块整块资料经机械加工来造作夹具是时时用的步骤，这是最快最省的步骤
。对于幼试件来讲，尤为正确
。镁材，机械加工最快最容易
。全数金属切削工作都能以最高的机械加工速度进行
。磨、镗、钻和插等都能以任何其他金属加工难以达到的速度实现
。镁的切削速度比铝约快20%，是钢的三倍
。
当夹具是用螺钉将各部门连成一体时，会出现共同和预应力问题
。整体机械加工就预防了上述问题
。当然，试件装到某一夹具上也必要用一些衔接件
。
 
5.3.焊接夹具
在振动试验的早期，约莫20世纪40年代-50年代，曾宽泛使用螺接家具
。 
但其最显著的弊端是不能预防夹具各部门的相对活动，造成波形有毛刺畸形，这样铸造夹具就普遍被选取了
。由于铸造夹具成本高，出产周期长，因而导致目前釉煺遍使用焊接夹具
。很多试验打算又不允许将机动功夫用于铸造夹具，正如我们见要看到的另表几种步骤，在受到迎接
。由于它们更节俭用度和功夫
。在机加工中发现一个有趣的对比：此刻80%是焊接的，20%铸造的
。
焊接夹具很早就使用过，但并不极度成功
。焊件时常粉碎，很多焊件在振动载荷下断裂
。但焊接夹具比铸造夹具省功夫（是铸造功夫的1/7），用度节俭，是铸造的1/3，随当今焊接技术的不休提高，焊接夹具已用得愈来愈多
。
 
5.4 螺接夹具
螺接夹具加工单一，但要想要获得很好的机能，无论在设计方面还是在造作方面都必要作相当大的致力
。因而，通常是首先思考用一块整材经机械加工和焊接夹具
。不论怎么说，振动试验新手总想至少来一次螺接夹具的尝试
。螺接是衔接各部件的常用合理步骤
。但它不是指夹具各部门
。在某些情况下（尤其是在试件的周围装置夹具）螺接是唯一的解决的法子
。关于夹具和激振器螺接的好多事项，也合用于夹具中几个部件螺接在一路的情况以及把试件螺接到夹具上的情况
。
 
在螺接夹具中有二个重要要求：
（1）共同面要加工到很高的共同精度
。
（2）螺栓的预紧力比推算的最大分离力至少要大10%
。若是没有足够的预紧力，部件会脱开相互撞击
。由于这个问题很重要，若是忽视了，在正弦和随机试验中会带来一些麻烦
。
当部件相互脱开又碰撞在一路时就会引起撞击
。（这就是在振动功夫过程图上见到的“毛刺”）
。这种撞击常；嵩斐沙匝榛ǖ挠α推德柿煊
。从而导致试件不应有的（并且不许可的）败坏，同时也造成试验节造很难题，例如试验中断
。
为了使装配好的零件总是结合在一路，必须大量使用高强度螺钉，并拧紧之
。螺栓间距肯定要幼，不然螺栓间的跨度会发生共振
。用大型夹具并要求试验到2000Hz,则螺栓间距不得超过75mm
。用螺栓压住簿的聚脂簿条或表表敷有涂层的布条有助于预防部门活动
。
由于铝材和镁材柔软,螺栓利用粗造而不是精造螺纹
。若是夹具要屡次拆卸,螺纹应加钢造螺纹衬套
。螺栓头应紧压在淬过火的钢造平垫圈上,以；ぢ菟ㄍ废旅娴募绮
。
要把稳预防依附螺栓受剪传递振动力的危险性，除了幼部件或在低加快度情况下，通常不要单独依附螺栓传递这种力，如可能的话，用某些步骤增长各部件之间的摩擦力
。
 
5.5 铸造夹具
在要求有曲面的处所（出格是弧度不是常数）应试虑用铸造夹具
。任何奇形怪状的试件它都能适应，能满足多方面设计要求，如要求肯定的厚度的截面，变剖面，好多角撑板复杂截面等
。铸造夹具的设计指标是频率/重量之比最大
。
用铸造的最大理由就是铸造合金的阻尼相当高
。但是，这种合金的加工机能或焊接机能都不好
。例如，某些铸铁比钢的阻尼高
。对于夹具来说，已知最好的合金是KIA镁（含0.7%锆），建议使用AZ91T4（含1%的锌）、AZ92T4（含2%的锌）
。AZ91T4C能够铸造后焊接
。阻尼能降低输出输入比，削减共振的幅度，在较高的试验频段上传递个性随之迅速降落
。
对阻尼已做过很多钻研
。固然不能全数相识，但已证明：拥有高阻尼的合金都拥有下列共同的成分：
（1）合金含量低，（纯镁比合金要好，但其他机能不好）；
（2）相当粗糙的粒度（砂铸比压铸号）；
（3）屈服强度相当低（容易取出嵌件）；
（4）在铸造状态机能最好（已经加工，阻尼要损失）
。
 
5.6 粘接夹具
粘接很幼的夹具比焊接夹具要快并且便宜得多（对于大型夹具最好用焊接，但有一个温度限度问题）何况，这个工艺过程通常在尝试室自身的能力领域内就能实现，只有粗略的草图作领导，尝试室技术人员就能实现整个工作
。
用金属胶包办紧固件必须加高温，用某些环氧树脂就能实现紧固工作
。在环氧树脂固化过程中，有时用螺栓而不用夹具或卡具来固定试验夹具各部门的相对地位
。
 
5.7 叠层夹具
叠层胶接技术可用于造作大型的，重量有轻的夹具
。各人都知路胶合板夹具已经很成功地用到试验上了，所覆盖的频率领域最高可到55Hz
。
尺寸约莫450mm×450mm×450mm的夹具，可连一个40Kg的电子设备到振动台上
。正因如此，当靠近较高的的试验频率，如2000 Hz时，夹拥有严重的共振，而这种夹具能够设计得相当轻并且阻尼大，所以对共振也就不是什么大的难题
。
 
5.8 环氧树脂成形夹具
用环氧树脂（可能还有其他更好的资料）能很方便地造作出拚凑式曲面板
。相比之下，这种步骤既节约有省工时
。亦有效环氧树脂按试件原样成功地塑造成夹具，当然试件要用脱模剂，以免环氧树脂同试件粘连
。在环氧树脂固化之后脱模，就形成了与试件齐全相配的夹具
。为固定试件，嵌入钢造螺纹螺套，
为便于将夹具螺接到振动台上，钻孔稍大些
。较普遍的步骤是，用环氧树脂粘到一块转接板上
。
 
5.9 .灌腊（封装）夹具
对于很幼的零件，有一个有效的技术，就是把它装入某种资猜中，而这种资料在实现振动、冲击或离心试验以来可能容易的去掉，石腊就是这样一种资料
。在试验以来，只有把夹具放入烘箱内加温（50～70℃）直到石腊可能倒出来为止
。这样的夹具还可节俭试验用度
。
 
6 与台面的螺接
 
试件与夹具之间、夹具各部门之间及夹具和振动台之间大多选取螺栓衔接
。夹具一振动台螺连时，螺栓承载的最大载荷为：
F = (m1+m2+m3)×a
其中：a：是正弦或随机振动的峰值，单元为g
。
F：螺栓承载的最大载荷
对每一螺钉，要将F除以螺钉数，得到每个螺钉所接受的最大载荷，再除以螺钉面积，就得到拉伸应力
。
m1：夹具重量
m2：样品重量+动圈重量
m3： 动圈重量
为了预防台面与夹具分离以及螺钉委顿粉碎，每个螺钉至少要能接受这么大的应力值
。
试验人员使用使劲矩扳手拧紧螺栓，扭矩至少拧到表额定扭矩值的3/4，由于一旦超过了“屈服”力，随着螺栓的伸长，螺栓的拧紧水平增长甚微
。若是比“屈服力”大得多，螺栓就要剪断或拉断
。
 
7 夹具的动态检测
 
为了保障振动和冲击试验的正确性，夹具在使用前还应进行动态检测，以查抄其重要动态个性，如固有频率、传递个性、夹具与试件衔接面上各点响应的均匀性、横向活动、波形失真度等是否切合要求，以确定是否还需采取技术措施进行扑救
。若是对夹具的动态品质不相识，则当试件在肯定试验频率下不能正常工作时，就不易判明是夹具问题还是试件问题
。w88win优德提醒由于夹具设计与造作得不好，就有可能误将合格的试件试验成不合格品，或将不合格试件试验成合格品
。
进行夹具的动态测定可能告发夹具的弊端，提出改进的步骤
。夹具批改后再测定，就能够知路其个性的变动，这对设计师而言，也是堆集经验的最好法子
。夹具动态测定的步骤简述如下
。 
(1) 将夹具用螺栓紧固动台的台面上；
(2) 加快度传感器装置在振动台台面中心（也可用各固定的多点节造的均匀值），进行关环节造，设其激振方向加快度为aoz;
(3) 在紧靠夹具与试件(产品)的衔接孔左近,选择几个响应测点，在每个响应测点处装置一个三方向加快度传感器，通过开环别离丈量激振方向响应加快度aiz及横向响应振动加快度aix和aiy;
(4) 按试件振动试验频率领域进行正弦扫频试验(也可进行随机试验),纪录节造点和各响应点的加快度随频率变动曲线,并用示波器观察其波形,失真仪丈量波形失真度;
(5)求出aiz/aoz随频率变动曲线,推算出传递率,用以查抄所设计夹具在激振方向的传递个性、一阶固有频率共振时的品质因数“Q”和夹具衔接面响应的均匀性；
（7）求出横向振动与激振方向加快度的比（22/txtyozaaa），以此值查抄夹具横向活动大幼
。
 
在夹具测按时，肯定要设法做到使频率高到可能确定出真实的共振振型，以免混合非共振频率时出现的波形顶峰
。