[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

本發明公開了一種裝配結合面法向接觸阻尼高精度檢測裝置及方法，包括主體框架結構：裝配結合面接觸阻尼高精度檢測裝置的主體框架結構有帶圓孔的上支撐板、四個立柱和帶T形槽的下支撐板；預緊力施加與檢測：用千斤頂對上下試件施加預緊力；用壓力傳感器實時檢測預緊力；激振力施加和檢測：用激振器和激振桿施加激振力，用壓力傳感器檢測激振力；激振特征檢測：用位移傳感器分別測量上下支撐板的振動位移，用加速度傳感器檢測上支撐板的振動加速度。采用本發明中的裝置和方法可以實現對不同接觸表面形貌和不同預緊力下的裝配結合面法向接觸阻尼的高精度測量。

技術領域

本發明屬于機械制造及動力學領域，涉及一種裝配結合面法向接觸阻尼高精度檢測裝置及方法。

背景技術

機械系統是由眾多零部件裝配連接而成，裝配結合面大量存在于機械系統之中。結合面阻尼很大程度上影響著機械結構的振動特性，如在高端數控機床上結合面阻尼約占其總阻尼值的90％以上，裝配結合面阻尼直接影響了數控機床整機動態響應特性以及顫振問題，進而影響機床加工精度的穩定性與保持性，因此裝配結合面接觸阻尼參數的高精度檢測對于準確預測整機振動特性具有重要意義。

目前通過實驗測量識別裝配結合面接觸阻尼的方法主要有：傳遞函數法、頻率阻尼比法、相位頻率法。傳遞函數法基于整體結構動態測試數據與阻尼間的高維矩陣關系，需要對高維矩陣求逆，增大了計算量，致使測試誤差在阻尼識別過程中擴大，累計誤差嚴重。頻率阻尼比法基于結構固有頻率和阻尼比間的關系，很大程度上依賴于信號周期估計，從而在精度上受到一定的限制。相位頻率法就是通過測量所構建的質量塊模型的頻率和結合面處的相位來識別結合面參數。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供一種裝配結合面法向接觸阻尼高精度檢測裝置及方法。

為達到上述目的，本發明采用以下技術方案予以實現：

一種裝配結合面法向接觸阻尼高精度檢測裝置，包括上支撐板和下支撐板，上支撐板和下支撐板通過立柱相連；上試件和下試件設置于上支撐板和下支撐板之間；下支撐板上安裝有千斤頂，通過千斤頂對下試件施加預緊力；上支撐板上開設有通孔，激振器的下端連接激振桿，激振器通過激振桿對上試件施加激振力；通過第一壓力傳感器實時檢測預緊力，通過第二壓力傳感器檢測激振力，下試件上設置有用于測量下試件振動位移的第一位移傳感器，上試件上設置有用于測量上試件振動位移的第二位移傳感器和用于檢測上試件振動加速度的加速度傳感器。

本發明進一步的改進在于：

下支撐板上開設有用于安裝千斤頂的T形槽。

上支撐板和下支撐板之間通過四根立柱相連。

第一壓力傳感器安裝在千斤頂的端部；第二壓力傳感器安裝在激振桿的末端，并粘接在上試件的上表面；加速度傳感器用石蠟粘貼在上試件的表面；通過表座將電渦流位移傳感器固定在上下試件。

第一壓力傳感器、第一位移傳感器和第二位移傳感器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。

一種裝配結合面法向接觸阻尼高精度檢測方法，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、第一壓力傳感器、下試件和上試件，調整千斤頂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；

將激振器豎直懸掛于臺架上，激振桿與第二壓力傳感器連接，第二壓力傳感器粘在上試件上表面，調節激振桿的長度；加速度傳感器用石蠟粘貼在上試件的表面，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：