[發(fā)明專利]一種參數(shù)可調(diào)的鉸間隙動力學(xué)特性研究試驗臺和試驗方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710261388.4
• 申請日: 2017-04-20
• 公開（公告）號: CN107167304B
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 祝尚坤;李兵;張翔;何安琦;劉杰;苗慧慧
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00;G01M7/04;G01M7/02
• 代理公司: 北京鼎承知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11551
• 代理人: 張波濤;管瑩

本公開提供一種參數(shù)可調(diào)的鉸間隙動力學(xué)特性研究試驗臺和試驗方法，所述試驗臺包括含軸承孔的剛性梁、剛性梁固定組件、鎖緊固定組件、試驗臺支承組件。通過更換部件進(jìn)行試驗，可獲得不同間隙大小、不同鎖緊剛度下試驗臺的動力學(xué)特性，為研究鉸間隙對機械系統(tǒng)的非線性影響提供了理想的試驗平臺。該鉸間隙非線性試驗臺的原理為：通過使用不同直徑的螺紋銷可實現(xiàn)間隙值大小的調(diào)節(jié)；通過更換鎖緊固定裝置可實現(xiàn)鎖緊剛度大小的改變；進(jìn)而研究鉸間隙大小和鎖緊剛度對于機械結(jié)構(gòu)非線性的影響。本公開設(shè)計新穎，操作簡單，結(jié)構(gòu)合理，制造容易。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開屬于鉸接副機構(gòu)領(lǐng)域，特別涉及一種參數(shù)可調(diào)的鉸間隙動力學(xué)特性研究試驗臺和試驗方法。

技術(shù)背景

對于在機械結(jié)構(gòu)中大量使用的鉸接副，由于正常轉(zhuǎn)動的需要以及制造誤差、安裝誤差、熱效應(yīng)等因素的影響，不可避免的存在間隙。由于鉸間隙的存在，鉸接結(jié)合面的相對位置會不斷發(fā)生變化，這種不確定性必然導(dǎo)致機構(gòu)的實際運動軌跡與期望運動軌跡之間發(fā)生偏離，從而導(dǎo)致機構(gòu)運動精度和定位精度下降。另外，鉸間隙的存在會使鉸接部件之間產(chǎn)生劇烈的沖擊碰撞，從而改變部件間的受力情況，導(dǎo)致部件間磨損加劇，嚴(yán)重影響機構(gòu)可靠性。含鉸間隙結(jié)構(gòu)的非線性動力學(xué)特性研究有助于了解不同鉸間隙非線性參數(shù)下系統(tǒng)的作用規(guī)律，為控制鉸間隙的不良效應(yīng)奠定基礎(chǔ)。因此，研究參數(shù)可調(diào)的鉸間隙非線性試驗臺具有重要的學(xué)術(shù)意義和工程價值。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，本發(fā)明公開了一種參數(shù)可調(diào)的鉸間隙非線性動力學(xué)特性研究試驗臺，

所述試驗臺包括：含軸承孔的剛性梁、剛性梁固定組件、鎖緊固定組件及試驗臺支承組件；

所述含軸承孔的剛性梁為試驗臺的受激勵部件；

所述剛性梁固定組件和鎖緊固定組件用于為所述試驗臺提供不同的鉸間隙值和不同的鎖緊剛度；

所述試驗臺支承組件用于緊固所述試驗臺的含軸承孔的剛性梁、剛性梁固定組件、鎖緊固定組件，保證試驗時試驗臺的穩(wěn)定。

本發(fā)明還公開了一種參數(shù)可調(diào)的鉸間隙非線性動力學(xué)特性研究試驗方法，所述方法包含如下步驟：

S100、初始化實驗參數(shù)；

S200、實驗測量；

S201、通過所述鎖緊固定裝置的扭轉(zhuǎn)彈簧的扭轉(zhuǎn)剛度等效試驗臺的鎖緊剛度，通過激振器給試驗臺施加水平激勵，采集剛性梁的位移信號和加速度信號；

S202、通過更換鎖緊固定裝置改變試驗臺的剛度值，通過更換螺紋銷改變含軸承孔的剛性梁與螺紋銷之間的間隙值；

S203、重復(fù)步驟S301-S302三到五次；

S300、分析不同間隙值以及不同鎖緊剛度對振動位移信號和加速度信號的影響，最終得到不同鎖緊剛度和不同間隙值對動力學(xué)特性的影響規(guī)律。

本公開具有如下有益效果：

1)利用鎖緊固定裝置的扭轉(zhuǎn)剛度等效試驗臺的鎖緊剛度，并通過更換扭轉(zhuǎn)剛度不同的鎖緊固定裝置實現(xiàn)對試驗臺鎖緊剛度的調(diào)節(jié)，簡單巧妙地解決了剛度因素變化的難題。

2)通過更換不同直徑的螺紋銷實現(xiàn)對鉸間隙大小的調(diào)節(jié)，更換方便，可實現(xiàn)間隙值的準(zhǔn)確調(diào)節(jié)，便于實驗操作。

3)本公開能夠研究機構(gòu)鉸間隙對非線性動力學(xué)特性的影響，包括不同鉸間隙的非線性特性，不同鉸間隙和不同鎖緊剛度間的耦合關(guān)系，以及在這種耦合關(guān)系下系統(tǒng)的動態(tài)特性，對機構(gòu)適用性強，應(yīng)用范圍廣泛。

4)含軸承孔的剛性梁側(cè)向放置，可以避免重力對于非線性的影響，而且便于激振器等實驗儀器的安裝。

5)本公開能夠研究鉸間隙和鎖緊剛度對于機構(gòu)動力學(xué)特性的影響，研究鉸間隙和鎖緊剛度對于機械系統(tǒng)的耦合影響。