[發明專利]一種間接測試軸系扭轉剛度和模態的裝置及測試方法

在審

• 申請號: 201611023818.0
• 申請日: 2016-11-17
• 公開（公告）號: CN108072488A
• 公開（公告）日: 2018-05-25
• 發明（設計）人: 徐勇;王暉;趙珩
• 申請（專利權）人: 華晨汽車集團控股有限公司
• 主分類號: G01M1/10
• 分類號: G01M1/10;G01M13/00;G01M7/02
• 代理公司: 沈陽科威專利代理有限責任公司 21101
• 代理人: 楊濱

1.一種間接測試軸系扭轉剛度和模態的裝置，包括加速度傳感器、模/數轉換板、增益放大器和計算機，其特征在于：還包括固定臺架、測試軸、附加方塊和力錘，所述的固定臺架由臺架底座、臺架支撐臂和三爪卡盤組成，在臺架底座上焊接有臺架支撐臂，臺架支撐臂的頂端焊接有三角卡盤，三角卡盤的一端插接有待測軸，在待測軸的自由端還粘接有質量圓盤，在待測軸的側壁上相對的兩側還分別粘接有附加方塊，在附加方塊上安裝加速度傳感器。

2.如權利要求1所述的間接測試軸系扭轉剛度和模態的裝置，其特征在于，加速度傳感器的輸出端連接模/數轉換板的一個數據輸入端，力錘的輸出端連接模/數轉換板的另一個數據輸入端，模/數轉換板的輸出端再依次連接增益放大器和計算機。

3.一種間接測試軸系扭轉剛度和模態的方法，采用如權利要求1所述的間接測試軸系扭轉剛度和模態的裝置實現，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1：采集力錘輸出信號和加速度信號，計算待測軸的扭轉模態頻率；

步驟2：將質量圓盤粘接在待測軸上，繼續計算待測軸的扭轉模態頻率；

步驟3：根據步驟1和步驟2兩次測得的扭轉模態頻率差值獲取扭轉剛度。

4.根據權利要求3所述的間接測試軸系扭轉剛度和模態的方法，其特征在于，步驟1和步驟2中的計算待測軸的扭轉模態頻率，具體過程均為：

力錘敲擊附加方塊，獲取同時反映待測軸的彎曲振動、附加方塊的彎曲振動和待測軸的扭轉振動的多個量疊加在一起的振動響應信號；

對上述信號進行傅里葉變換，再用力錘信號分別除以兩個加速度信號，得到兩個頻率響應函數；

將兩個頻率響應函數相加，獲得待測軸的扭轉模態頻率。

5.如權利要求4所述的間接測試軸系扭轉剛度和模態的方法，其特征在于，步驟3所述的獲取扭轉剛度，具體包括以下步驟：

根據兩次測試模態頻率的變化計算出扭轉剛度，其中，待測軸的扭轉模態頻率計算公式為：

f 1 = 1 2 π k I 1 ]]>

式中，f1為扭轉模態頻率，k為軸的扭轉剛度，I1為軸的轉動慣量，當將質量圓盤粘接在軸上后，測試軸的轉動慣量變化為I1+I0，I0為已知的質量圓盤的轉動慣量，待測軸的扭轉模態頻率變化為f2；

待測軸的扭轉剛度計算公式為：

k = 4 π 2 I 0 f 1 2 f 2 2 f 1 2 - f 2 2 . ]]>