[發明專利]微振動隔振器阻尼參數和剛度參數測量裝置

有效

• 申請號: 201310259903.7
• 申請日: 2013-06-26
• 公開（公告）號: CN103344423A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 王杰;趙壽根;吳大方;羅敏
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 周長琪

技術領域

本發明涉及微振動隔振器阻尼參數與剛度參數測量領域，具體來說，是一種在微米量級上及在各種頻率范圍、激振力范圍測量微振動隔振器的阻尼參數與剛度參數的測量裝置。

背景技術

阻尼參數C與剛度參數K是隔振器振動參數的重要指標，與隔振器的隔振性能直接相關，阻尼參數與剛度參數不能直接測量得到，而需進行測量后間接得到。隨著科學技術的發展，微振動已經成為振動力學的一個新的發展方向，而要實現微米量級振動的控制，就需要優良的減振、隔振裝置，因此微振動隔振器阻尼參數與剛度參數的測量具有很高的工程價值與應用前景。目前為止，對阻尼參數和剛度參數的測量一般采用液壓試驗系統、萬能材料試驗機、凸輪試驗系統、高頻疲勞試驗機等幾種，但這些方法存在如下一些弊端：

（1）液壓試驗系統或萬能材料試驗機適用于較大位移阻尼參數的靜態測量；

（2）凸輪試驗系統適用于較大位移、低頻阻尼參數的動態測量；

（3）高頻疲勞試驗機適用于大位移、大外力作用、低頻阻尼參數的動態測量。

由此可看出，這些方法均不適用于微振動隔振器阻尼參數與剛度參數的測量，開發一種新型的微振動隔振器阻尼參數與剛度參數的測量系統是非常有必要的。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提出一種微振動隔振器阻尼參數和剛度參數的測量裝置，為工程應用提供可靠的測試數據。

微振動隔振器阻尼參數和剛度參數測量裝置，包括剛性固定臺、激振器、微振動隔振器、測試設備與控制設備。

所述剛性固定臺上表面水平設置；微振動隔振器前后兩端分別通過轉接工裝A、轉接工裝B連接承力工裝與激振器；其中，激振器通過激振器支架安裝在剛性固定臺上；承力工裝具有一個連接面，用來連接轉接工裝A。

所述控制設備包括控制計算機、控制器、功率放大器、第一加速度傳感器；控制計算機與控制器相連；控制器與功率放大器相連；功率放大器與激振器相連；第一加速度傳感器固定安裝在微振動隔振器的外壁后端，并與控制器相連；其中控制計算機用來向控制器發送控制信號C₁，控制器根據控制信號C₁向功率放大器輸出激勵信號；通過功率放大器對激勵信號進行功率放大后，傳輸到激振器，控制激振器對微振動隔振器產生激振作用；同時，通過第一加速度傳感器測量微振動隔振器后端的加速度信號V₁，作為一個測試信號發送到控制器，從而通過控制器將加速度信號V₁與控制信號C₁進行對比修正，得到一個驅動信號M輸出到功率放大器，控制功率放大器的放大倍數，進而實現激振器激勵位移幅值的大小的控制；

所述測試設備包括測試計算機、數據采集儀、第二加速度傳感器、第三加速度傳感器與四個力傳感器；第二加速度傳感器與第三加速度傳感器分別固定安裝在隔振器外壁前后兩端；四個力傳感器均固定在微振動隔振器前端面與轉接工裝A后端面間；第二加速度傳感器、第三加速度傳感器以及測試計算機均與數據采集儀相連；其中，第二加速度傳感器與第三加速度傳感器分別測量微振動隔振器前后兩端的加速度信號V₂與加速度信號V₃，通過數據采集儀采集并傳輸到測試計算機進行存儲；四個力傳感器用來測量微振動隔振器前端面的力信號，通過數據采集儀采集并傳輸到測試計算機進行存儲；測試計算機將接收到的四個力信號相加，得到總力信號F，進行存儲；同時將加速度信號V₂與V₃分別進行積分運算得到位移信號D₁與位移信號D₂，并將位移信號D₁與位移信號D₂相加得到總位移信號D，進行存儲；由此，通過調整激振器激勵位移幅值的大小，由測試計算機獲得不同激振器激勵位移幅值下的總力信號F與總位移信號D，進而得到不同激振器激勵位移幅值下的力、位移信號間的遲滯環，將各個遲滯環面積相加后求平均，得到遲滯環的平均面積，由此根據遲滯環的平均面積得到微振動隔振器阻尼所消耗的能量，進而得到微振動隔振器阻尼系數，由遲滯環的方向可得出微振動隔振器剛度參數。

本發明的優點在于：

1、本發明測量裝置可實現在微米量級上進行微振動隔振器阻尼參數與剛度參數的測試，也可進行各種頻率范圍與激振力范圍下微振動隔振器阻尼參數與剛度參數的測試；

2、本發明測量裝置可以調節激振位移的大小并形成閉環控制，因此性能穩定可靠，試驗數據的誤差??；