[發明專利]一種裝配結合面法向接觸阻尼高精度檢測裝置及方法

在審

• 申請號: 201810469752.0
• 申請日: 2018-05-16
• 公開（公告）號: CN108645583A
• 公開（公告）日: 2018-10-12
• 發明（設計）人: 朱林波;陳劍;張進華;洪軍;張早校;盛曉茜
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G01M7/02
• 分類號: G01M7/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

1.一種裝配結合面法向接觸阻尼高精度檢測裝置，其特征在于，包括上支撐板(1)和下支撐板(3)，上支撐板(1)和下支撐板(3)通過立柱(2)相連；上試件(7)和下試件(6)設置于上支撐板(1)和下支撐板(3)之間；下支撐板(3)上安裝有千斤頂(4)，通過千斤頂(4)對下試件(6)施加預緊力；上支撐板(1)上開設有通孔，激振器(13)的下端連接激振桿(12)，激振器(13)通過激振桿(12)對上試件(7)施加激振力；通過第一壓力傳感器(5)實時檢測預緊力，通過第二壓力傳感器(8)檢測激振力，下試件(6)上設置有用于測量下試件振動位移的第一位移傳感器(9)，上試件(7)上設置有用于測量上試件振動位移的第二位移傳感器(10)和用于檢測上試件(7)振動加速度的加速度傳感器(11)。

2.根據權利要求1所述的裝配結合面法向接觸阻尼高精度檢測裝置，其特征在于，下支撐板(3)上開設有用于安裝千斤頂(4)的T形槽。

3.根據權利要求1所述的裝配結合面法向接觸阻尼高精度檢測裝置，其特征在于，上支撐板(1)和下支撐板(3)之間通過四根立柱相連。

4.根據權利要求1所述的裝配結合面法向接觸阻尼高精度檢測裝置，其特征在于，第一壓力傳感器(5)安裝在千斤頂(4)的端部；第二壓力傳感器(8)安裝在激振桿(12)的末端，并粘接在上試件(7)的上表面；加速度傳感器(11)用石蠟粘貼在上試件(7)的表面；通過表座將電渦流位移傳感器固定在上下試件。

5.根據權利要求1或4所述的裝配結合面法向接觸阻尼高精度檢測裝置，其特征在于，第一壓力傳感器(5)、第一位移傳感器(9)和第二位移傳感器(10)通過數據采集卡將采集到的數據發送給工控機，工控機與數據采集卡相交互，工控機通過數據采集卡將控制信號發送給功率放大器，通過功率放大器驅動激振器對上試件施加激振力。

6.一種采用權利要求1所述檢測裝置的裝配結合面法向接觸阻尼高精度檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)安裝被檢測試件；

從下向上依次安裝千斤頂(4)、第一壓力傳感器(5)、下試件(6)和上試件(7)，調整千斤頂(4)使上下試件結合面處于初始接觸狀態，并采用水平儀測量和調整上下試件的水平；

2)安裝及校正傳感器；

將激振器(13)豎直懸掛于臺架上，激振桿(12)與第二壓力傳感器(8)連接，第二壓力傳感器(8)粘在上試件(7)上表面，調節激振桿(12)的長度；加速度傳感器(11)用石蠟粘貼在上試件(7)的表面，通過表座將電渦流位移傳感器固定在上下試件，并進行校準；

3)激振力施加和數據采集：

采用LMS Test.Lab測試系統對數據進行分發和采集；設置數據采集器，使其觸發一個單位幅值的正弦激振信號，經過功率放大器調整激振力的振幅大小F_n，使激振器(13)產生激振力f_n，通過激振桿(12)將力施加在上試件(7)的上表面，并且用激振桿(12)自帶的壓力傳感器測量作用于上試件(7)上的激振力；通過加速度傳感器(11)測量上試件(7)的法向加速度用第一位移傳感器(9)和第二位移傳感器(10)測量上下試件的法向動態位移x₁、x₂；各傳感器的測試信號通過LMS數據采集器輸回計算機；

4)接觸阻尼計算：

4.1)采集信號：

將LMS軟件與數據采集器通過網線連接，然后依次連接功率放大器和激振器(13)，并將兩個壓力傳感器、加速度傳感器(11)及兩個位移傳感器均與數據采集器的端口相連；調整千斤頂(4)對上下試件施加法向面壓力；采用LMSTest.Lab譜分析模塊，設置測試通道，定義傳感器的靈敏度和測量類型，選擇源信號類型為正弦波，并設置源輸出信號的幅值和頻率，選擇自由觸發模式；重置功率放大器，控制激振力的大小；開始測試，并記錄法向預緊力下各個傳感器的采集數據；

4.2)計算接觸阻尼：

通過計算得到單位面積上結合面法向接觸阻尼；其中，S為結合面接觸面積，F_n為結合面動態激振力f_n的幅值，X_n為結合面相對振動位移x_n的幅值，x_n＝x₁-x₂，為f與x_n之間的相位角，ω為振動角頻率；通過求得結合面動態激振力，其中m₁為上試件(7)的質量；為上試件(7)的加速度，用加速度傳感器(11)測出，f為簡諧激振力，由壓力傳感器測出。