[發明專利]模態沖擊測試組件、系統和方法

有效

• 申請號: 201410319223.4
• 申請日: 2014-07-07
• 公開（公告）號: CN104280300B
• 公開（公告）日: 2018-10-30
• 發明（設計）人: S·G·華萊士
• 申請（專利權）人: 波音公司
• 主分類號: G01N3/30
• 分類號: G01N3/30
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 趙蓉民

本發明公開用于模態沖擊測試的組件(10)、系統(12)和方法(150)。組件(10)具有第一組構件(14)。第一組構件(14)包括沖擊組件(16)、耦合到沖擊組件(16)的循環控制元件(18)和設置在與沖擊組件(16)相對的位置處的信號響應測量裝置(20)。所述組件(10)進一步包括與第一組構件(14)分離的第二組構件(28)。第二組構件(28)包括耦合到循環控制元件(18)的第一控制器(30)和耦合到信號響應測量裝置(20)的第二控制器(34)。第一組構件(14)和第二組構件(28)形成用于模態沖擊測試的模態沖擊測試組件(10)。模態沖擊測試組件(10)的沖擊組件(16)經配置以沖擊測試元件(46)以操作速度旋轉。

技術領域

本發明一般涉及模態分析組件、系統和方法，更具體地涉及用于測試操作速度上的旋轉元件的模態沖擊測試組件、系統和方法。

背景技術

模態分析常常用于測試和分析用于制造航空航天、汽車和結構性工程和設計行業以及其他行業中的結構和零部件的設備和機器。模態分析包括機械結構的模態測試，其涉及在由輸入激勵時，采集、測量和分析機械結構的動態特性。例如，模態測試可用于確定自由振動期間機械結構的固有模態形狀和頻率，以評估結構動力學問題的可能性(例如疲勞，振動和噪聲)。

一種已知的模態測試的系統和方法包括模態沖擊測試，例如沖擊錘測試。沖擊錘測試使用具有測力傳感器的錘設備測量測試結構的沖擊力。沖擊錘測試已被用于執行用于加工金屬配件或其他零部件的旋轉切割機或其他機床設備的旋轉元件(例如主軸)的模態沖擊測試。這種沖擊錘測試可用于確定旋轉切割機或其他機床設備的精確操作行為和操作參數。旋轉元件(例如主軸)的沖擊錘測試通常包括操作員利用手持沖擊錘手動地沖擊固定的主軸以及使用加速計提供響應信號。

然而，為了以提高的速度成功操作，某些主軸可以基于它們的旋轉速度而改變其軸承預負荷值。如本文所使用的，“軸承預負荷值”是指在施加任何外部負荷之前，能夠使主軸旋轉的設置在主軸中的滾動元件或球軸承上的負荷的量。軸承預負荷值的這種改變可以改變模態沖擊測試的結果。接著，這會影響正在進行模態沖擊測試的旋轉切割機或其他機床設備的精確操作行為和操作參數的確定。此前，即使使用舊的沖擊錘測試，仍然需要幾周和幾個月的測試制造和生產運行以正確表征操作性旋轉主軸的靜態和動態制造性能。

因此，對于這類主軸，為了獲得正在進行模態沖擊測試的旋轉切割機或其他機床設備的精確操作行為和操作參數，需要一種模態沖擊測試系統或方法在主軸正以操作速度旋轉時執行。然而，手動沖擊旋轉主軸要求操作員在模態沖擊測試期間靠近旋轉主軸和旋轉切割機。這會對操作員產生增加的風險。而且，如果加速計用于模態沖擊測試，這種加速計通常要求使用連接器元件(例如電線)，其連接在加速計與主軸之間。然而，如果不是不可能的話，將連接器元件(例如電線)連接到旋轉主軸會是困難的。

因此，本領域需要一種改進的模態沖擊測試組件、系統和方法用于操作速度下的旋轉測試元件的模態沖擊測試，這種改進的組件、系統和方法提供優于已知組件、系統和方法的優點。

發明內容

本發明滿足這種用于測試操作速度下的旋轉元件的改進的模態沖擊測試組件、系統和方法的需求。如下面具體描述所討論的，用于操作速度下的旋轉測試元件的模態沖擊測試的改進的模態沖擊測試組件、系統和方法可以提供超過現有組件、系統和方法的明顯優點。

在本公開的實施例中，提供一種用于模態沖擊測試的組件。所述組件包括第一組構件。所述第一組構件包括沖擊組件、耦合到所述沖擊組件的循環控制元件和設置在與沖擊組件相對的位置處的信號響應測量裝置。所述組件進一步包括與所述第一組構件分離的第二組構件。所述第二組構件包括耦合到所述循環控制元件的第一控制器和耦合到信號響應測量裝置的第二控制器。所述第一組構件和第二組構件包括用于模態沖擊測試的模態沖擊測試組件，所述模態沖擊測試組件的沖擊組件經配置以沖擊在操作速度下旋轉的測試元件。