[實用新型]一種測試結合面動態特性裝置

無效

• 申請號: 201020507710.0
• 申請日: 2010-08-27
• 公開（公告）號: CN201773012U
• 公開（公告）日: 2011-03-23
• 發明（設計）人: 李玲;郭鐵能;蔡力鋼;劉志峰
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 吳蔭芳

技術領域

本實用新型是一種測試結合面法向動態特性的裝置，屬于機械設計與制造領域。

背景技術

機械結構是由許多零部件按一定功能要求結合起來的整體，零部件之間相互結合的表面稱為“結合面”。結合面既存在接觸剛度又存在接觸阻尼，它們對結構動態性能影響很大，作用機理非常復雜。影響結合面動態特性的因素很多，而且十分復雜，這些因素主要有：

(1)結合面材質(包括材料、硬度等)；

(2)結合面的加工方法(常用方法：車、銑、刨、磨、刮等)；

(3)結合面的加工質量(包括表面粗糙度、波紋度、平面度)；

(4)結合面的介質狀況(包括干結合面、有油結合面)；

(5)結合面的法向面壓(簡稱面壓)；

(6)結合面的動載荷性質(法向力、切向力、扭矩、彎矩)和大小；

(7)結合面間的相對位移性質(法向位移、切向位移、轉角)、大小和相位差(與結合面上的動載荷之間的相位差)；

(8)振動頻率；

(9)結合面的功能(固定結合面、運動結合面等)；

(10)結合面處的結構類型和尺寸大小等。

這么眾多的影響因素，再加之它們的影響規律又多為非線性，而且有些因素相互間又有影響，從而無法以理論解析的方法直接確定它們的影響規律和影響程度的大小，必須通過實驗研究的方法來予以解決。

為了系統地研究和探明結合面動態特性與其基本影響因素之間的關系，并掌握結合面動態基礎特性參數，需要一套完整的測試結合面法向動態特性的裝置與方法，而目前還沒有有關測試結合面法向動態特性的裝置。

發明內容

本實用新型的目的是設計一套通過激振器激振，使用LMS模態測試系統獲得加速度信號，并進行模態分析，得到單位面積結合面動態特性的測試結合面法向動態特性的裝置與方法，利用該裝置可獲得各種結合條件(即各種不同的基本影響因素)下結合面的動態特性參數(法向和切向的剛度與阻尼)，獲取整體結構的固有特性(模態振型、固有頻率、阻尼比、頻響函數等)，利用頻響函數辨識出結合面的等效動力學參數。

為了實現上述目的，本實用新型采取了如下技術方案。設計一種測試結合面動態特性裝置，包括實驗平臺、激振器、上試件、下試件、力傳感器、加速度傳感器、位移傳感器、LMS模態測試系統和PC機。實驗平臺上固定一個倒U型支架，激振器放置在支架上面，上試件和下試件放置在支架下面，激振器的輸出向下通過頂桿頂在上試件上面，在頂桿和上試件之間放置力傳感器；上試件下面放置下試件，上試件與下試件以平面接觸，其接觸面的大小以不發生邊緣效應為準；激振器通過其外殼固定在支架上面，將一水平剛性平板置于激振器上面，剛性平板通過支桿固定在激振器的外殼或支架上，將一螺桿頂于激振器上面并穿過剛性平板，螺桿通過調節螺母固定于剛性平板；螺桿、激振器、頂桿、測力傳感器、上試件、下試件成直線配置；上試件設有測試平臺，測試平臺上安裝加速度傳感器和位移傳感器；力傳感器、加速度傳感器、位移傳感器的輸出接至LMS模態測試系統，LMS模態測試系統的數據輸出送至PC機，LMS模態測試系統的測試信號輸出經功率放大器接到激振器。

所述上試件為圓柱體，圓柱體頂面與力傳感器接觸，圓柱體底面與下試件接觸，圓柱體中部設有以圓柱體為中心軸的圓形測試平臺；所述下試件為圓形平臺，圓形平臺中心設有與上試件圓柱體底面對應的圓柱形突起，圓形平臺中設有螺栓孔，下試件通過螺栓固定于實驗平臺；上試件的圓柱體和下試件的圓柱形突起外面套有套筒。

所述加速度傳感器和位移傳感器通過膠或磁片固定在測試平臺上。

所述加速度傳感器和位移傳感器相對力傳感器對稱放置。

所述支桿安裝在磁性表座上，磁性表座吸附在激振器外殼上，既簡便也保證了剛性平板有效與激振器作用。

為了測試各種材料的結合面的特性，所述上試件和下試件的材料采用Q235-Q235或HT250-HT250或QT600-QT600。

為了測試各種情況下的結合面的特性，所述上試件和下試件的表面粗糙度為精銑-精銑或磨-磨。并且所述上試件和下試件間加20號機械油。

所述激振器采用型號為HEV-2的激振器；所述位移傳感器采用型號為DT3010+U05的位移傳感器；所述加速度傳感器采用型號為BK57084的加速度傳感器；所述力傳感器采用型號為BK55687的力傳感器。

上述的一種測試結合面動態特性裝置來進行結合面等效動力學參數辨識的方法，