[發明專利]一種高穩定性的三線扭擺法剛體動力學參數測試臺

有效

• 申請號: 201310058545.3
• 申請日: 2013-02-25
• 公開（公告）號: CN103149045A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 范讓林
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

技術領域

本發明涉及物理參數測試臺，特別是一種高穩定性的采用三線扭擺振動理論進行剛體動力學參數測試的測試臺。

背景技術

剛體動力學參數是進行剛體或多體系統動力學性能理論設計、仿真分析、虛擬試驗等現代設計分析方法所需的基本、必要輸入參數。在工業制造中需要進行剛體動力學參數測試的待測物通常是由多種零部件、多種材料組成，體積大，質量大，形體不規則的復雜剛體。

例如在汽車等制造業上，汽車發動機總成、變速器總成、發動機與變速器剛性裝配在一起的動力總成等，就是復雜剛體的典型代表。準確獲得汽車上若干復雜剛體的動力學參數，是建設汽車正向設計開發能力的必要條件。以汽車動力總成為例，其動力學參數是進行動力總成隔振設計，整車耐撞性、操縱穩定性以及平順性分析的基本輸入參數。由于其中的零部件數目多、材料種類多，采用三維數字模型用數值方法計算其動力學參數時，或因沒有三維數字模型，或因三維數字模型不完整或不準確，或因難以收集所有零件的準確的材料密度等，難以得到動力學參數的準確結果。

直接測試物理樣機從而準確獲得其剛體動力學參數是目前行業通用做法。測試剛體動力學參數的方法較多，根據測試原理不同可分三類：基于繞定軸轉動的落體測試法，基于繞定軸振動的振擺測試法如單線扭擺法、雙線復擺法、三線扭擺法，以及基于實驗模態分析的參數識別法。但快速、高效測試復雜剛體的動力學參數并能夠判斷測量結果的可靠性與精確性，在操作上一直是一個世界級的難題。大量理論研究和實踐表明，基于三線扭擺振動理論的三線扭擺法是目前精度最高的方法，但它需要設計精巧的測試臺、良好的測試方案、操作技巧、數據處理和數據判斷能力。

傳統的三線擺測試臺通常僅用于測量質量小的物體，三線擺支架包括一個底座和一個支撐架，三線擺測試臺的托盤通過擺線吊掛在支撐架頂端，或是支撐架頂端用于吊掛頂盤，托盤再通過擺線吊掛在頂盤下，例如：CN201120209051.7（三線擺轉動慣量試驗儀）、CN201120000335.5（電磁制動式三線擺）。在被測物體質量小的情況下，底座及支撐架能夠保證測試臺的平衡，不會影響測試結果，然而針對大質量、大體積的被測物體的剛體動力學參數測試并不適合在上述測試臺中進行；此外，當被測物體質量過大時，如40~2000?kg，不適合人工搬動，需要借助起重設備才能放置到測試臺上或從測試臺取下，而外置起重設備如龍門架在起吊及移動過程中容易傾斜，帶來極大的安全隱患。

發明內容

本發明旨在至少解決上述技術缺陷之一提出一種高穩定性的三線扭擺法剛體動力學參數測試臺。

本發明中的三線扭擺法剛體動力學參數測試臺，包括底盤（2）、三根立柱（8）和頂盤（11），其特征在于：

所述底盤（2）結構以一個正三角形為中心，正三角形每條邊沿同一側延長相同長度的延長邊；

所述頂盤（11）結構以另一正三角形為中心，正三角形每條邊沿同一側延長相同長度的延長邊，且頂盤（11）的延長邊與底盤（2）的延長邊位于各自中心正三角形的相反側；

每根立柱（8）兩端分別連接底盤（2）中心三角形一個延長邊頂端和頂盤（11）中心三角形一個延長邊頂端。

優選地，底盤（2）中心正三角形邊長大于或等于頂盤（11）中心正三角形邊長，且底盤外接圓半徑大于或等于頂盤外接圓半徑。

優選地，所述測試臺還包括起重架，所述起重架是由三根相同長度的起重梁（9）兩端兩兩相連構成的正三角形結構，所述起重架位于底盤（2）與頂盤（11）之間，且平行于頂盤和頂盤。

優選地，所述起重梁（9）兩端的兩兩連接方式是焊接、鉚接或螺栓連接。

優選地，立柱（8）兩端連接有立柱加強板（1），并通過所述立柱加強板（1）與底盤（2）、頂盤（11）連接。

優選地，立柱兩端與立柱加強板（1）的連接方式為焊接、鉚接或螺栓方式；立柱兩端的所述立柱加強板（1）與底盤（2）、頂盤（11）的連接方式為螺栓連接。

優選地，三根立柱（8）均垂直向上擺放或均向底盤與頂盤的中心軸線傾斜，傾斜角度的范圍在0-30°之間。

優選地，所述立柱（8）長度范圍為1000-15000?mm。

優選地，所述正三角形結構的起重架各頂點以及三根立柱（8）上分別焊有起重梁加強板（7），起重架各頂點的起重梁加強板分別與立柱上的起重梁加強板通過螺栓連接。

采用本發明中的三線扭擺法復雜剛體動力學參數測試臺，無需其他附加固定設施，即能保證測試大質量被測物體時的穩定性；測試臺安裝、拆卸、運輸方便，且便于大型被測物體在測試臺上的裝卸，提高測試操作的安全性。