冲击试验夹具的基本要求

振动、冲击试验夹具的功用就是将振动台（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困难是必须设计出重量最小、刚性最大、在试验频率范围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，

夹具设计一般比较费时、费力，不仅要考虑夹具本身的特性，而且要尽量减少夹具与试件的相互影响。夹具设计应包括分析和预计试件的最低阶振型。

夹具设计的理论计算主要包括刚度、质量和固有频率三个基本参数。刚度包括刚体平移、刚体旋转及刚体弯曲；阻尼并不明显地改变固有频率，仅改变振动幅值。影响固有频率的二个要素为质量和刚性。对于复杂夹具的固有频率，Dunkerley方程提供了一种方法，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基本设计如下。

（1）夹具的固有频率应满足试验的频率范围

许多产品的可靠性与环境试验要求的试验频率范围一般为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，其最低频率一般为5～10Hz，最高频率可达3000～4000Hz以上。为了满足10～2000Hz试验频率范围，在此频率范围，夹具的频响特性要平坦，夹具设计和计算（或测定）时，其一阶频率应高于最高试验频率。这对于小型、简单夹具是易做到的，但对大型复杂夹具则很困难甚至是不可能的。即使这样，设计计算（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，以避免发身夹具与试件的共振偶合。在确定试件的固有频率时，可以把试件划分为梁、板等元件，计算各个元件的固有频率，然后用Dunkerley方程计算试件的固有频率。

（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，主要考虑振动台的承载重量W和试验加速度a。当正弦振动试验的最大加速度为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速度值已知为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。 设计用来支撑试件的夹具，试件的尺寸和形状是必不可少的，因为它们决定夹具的尺寸和形状。你还必须试件的重量和重心，至少也要估算出重心的位置，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。

温度对夹具的性能也是有影响的，当一夹具要用于温度振动试验时，就要注意这一点，高温可使金属产生塑性屈服，低温可使材料冷脆。

一个好的夹具至少应满足下列要求：

（1）在整个试验频率范围内，夹具的频响特性要平坦，夹具的第一阶固有频率应高于最高试验频率，还应避免发生夹具与产品的共振耦合。

（2）夹具与产品连接面上的各连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。通常在估算振动台需要的推力的时，用此比值就行。

（6）夹具横向运动（指垂直于激振方向）要尽量小。