[發明專利]一種測量法向接觸剛度的方法

有效

• 申請號: 201710464693.3
• 申請日: 2017-06-19
• 公開（公告）號: CN107101935B
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發明（設計）人: 呂超穎;張鎖懷;李俊南
• 申請（專利權）人: 上海應用技術大學
• 主分類號: G01N19/00
• 分類號: G01N19/00
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

本發明公開了一種測量法向接觸剛度的方法，通過測量施加設定法向載荷后校正套筒的變形量δ₃、n個輪盤的變形量δ₄、“用最小二乘法對校正套筒的法向載荷與變形量對應關系圖進行擬合，得到當法向載荷為零時，上下壓頭自身的變形量和上下壓頭與校正套筒的上下接觸面之間的變形量之和δ₁”和“用最小二乘法對n個輪盤的法向載荷與變形量對應關系圖進行擬合，得到當法向載荷為零時，上下壓頭自身的變形量和上下壓頭與n個輪盤的上下接觸面的變形量之和δ₂”，從而得到n個輪盤之間結合面的變形量δ_n＝δ₄?δ₃，則一個結合面的變形量為δ＝δ_n/(n?1)，最終得到法向接觸剛度k_n＝F/δ。該方法測量精度高，可操作性和穩定性強。

技術領域

本發明涉及精密測量技術領域，尤其涉及基礎科學研究中的一種測量法向接觸剛度的方法。

背景技術

隨著科技的不斷進步，制造技術越來越先進，產品質量越來越穩定，對基礎科學的研究提出了新的要求，其中對接觸剛度的測量是一個重要的方面。在航空領域的燃氣輪機及重型燃氣輪機中，復雜的溫度場、接觸剛度特性對燃氣輪機轉子的動力學特性有重要的影響，甚至關系這燃氣輪機運行過程中的穩定性、安全可靠性，機器整體的剛度在很大程度上取決于各零件之間的接觸剛度，現有接觸剛度特性的研究大多局限于理論和計算機仿真研究。

發明內容

針對上述存在的技術問題，本發明提出一種測量法向接觸剛度的方法，其測量精度高，可操作性和穩定性強。

本發明所采用的技術方案是：

一種測量法向接觸剛度的方法，包括以下步驟：

S1，將n個輪盤豎直擺放在萬能試驗機的下壓頭上，萬能試驗機的上壓頭壓在n個輪盤上，千分表安裝在上壓頭上，表頭與下壓頭接觸，其中n≥2；

S2，萬能試驗機對n個輪盤施加設定的法向載荷，千分表上顯示的讀數為δ₀₁，δ₀₁為上下壓頭與n個輪盤之間的相對位移，包括上下壓頭自身的變形量、n個輪盤的變形量和接觸面的變形量；

S3，記錄施加在n個輪盤的不同法向載荷和千分表的讀數，繪制法向載荷與變形量對應關系圖；

S4，將n個輪盤換成校正套筒，重復以上操作步驟，記錄設定的法向載荷和對應的千分表讀數δ₀₂，并繪制法向載荷與變形量對應關系圖，δ₀₂為上下壓頭與校正套筒之間的相對位移，包括上下壓頭自身的變形量、校正套筒的變形量和接觸面的變形量；

S5，計算n個輪盤的其中一個結合面的變形量δ；

S6，計算法向接觸剛度k_n，其關系式為k_n＝F/δ，F為施加在被壓試樣的法向載荷。

進一步地，步驟S5包括：

S51，計算施加設定法向載荷后校正套筒的變形量δ₃，其關系式為δ₃＝δ₀₂-δ₁，式中，δ₁是用最小二乘法對步驟S4中繪制的法向載荷與變形量對應關系圖進行擬合，得到當法向載荷為零時，上下壓頭自身的變形量和上下壓頭與校正套筒的上下接觸面之間的變形量之和；

S52，計算n個輪盤的變形量δ₄，其關系式為δ₄＝δ₀₁-δ₂，式中，δ₂是用最小二乘法對步驟S3中繪制的法向載荷與變形量對應關系圖進行擬合，得到當法向載荷為零時，上下壓頭自身的變形量和上下壓頭與n個輪盤的上下接觸面的變形量之和；