[發明專利]一種機電慣容器力學性能測試工況設計方法

有效

• 申請號: 201810620439.2
• 申請日: 2018-06-15
• 公開（公告）號: CN108956069B
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發明（設計）人: 沈鈺杰;陳龍;楊曉峰;劉雁玲;汪若塵;張孝良
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: G01M7/02
• 分類號: G01M7/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種機電慣容器力學性能測試工況設計方法，屬于工程隔振領域，其主要包括以下步驟：(1)確定機電慣容器的結構形式，完成結構選型與參數設計；(2)對機電慣容器進行機械位移相關性測試；(3)檢驗機電慣容器的結構設計是否滿足設計要求，滿足進入步驟(4)，否則重新進行步驟(1)的結構選型與參數設計。(4)變參數條件下的機電慣容器力學性能仿真；(5)根據機電慣容器裝置的工作約束條件，確定力學性能測試工況參數；(6)分別進行無負載與有負載兩種工況下的機電慣容器力學性能測試，評估試驗結果。采用本方法可有效避免機電慣容器因元件過載而導致的損壞，提升系統的工作穩定性。

技術領域

本發明涉及工程隔振領域的一種力學性能測試工況設計方法，特指一種機電慣容器力學性能測試工況設計方法。

背景技術

慣容器是一種新型的兩端點被動機械元件，其與阻尼器和彈簧元件相同。隨著機電一體化進程的加快，機電慣容器或液電慣容器的裝置應運而生。機電慣容器是指將機械式慣容器與電機裝置進行耦合設計的新型慣容器裝置。機電慣容器中同時包含了機械網絡元件與電網絡元件，其力學性能測試應綜合考慮機械網絡與電網絡的工作需求。

目前而言，對于機電慣容器的研究剛剛起步，在對其力學性能測試時，工況的選取往往僅依靠經驗，或僅考慮了機械網絡的力學性能，忽略了機電慣容器作為一種被動裝置中的機械網絡與電網絡的共同約束條件，從而有可能導致系統工作的不穩定。

發明內容

本發明的目的是：提出一種機電慣容器力學性能測試的工況設計方法，其綜合考慮了機電慣容器中機械網絡元件與電網絡元件的工作性能約束條件，可有效避免機電慣容器工作的失穩。

為實現以上發明目的，本發明采用的技術方案是：一種機電慣容器力學性能測試工況設計方法，其主要包括以下步驟：

(1)確定機電慣容器的結構形式，完成結構選型與參數設計；

(2)對機電慣容器進行機械位移相關性測試；

(3)檢驗機電慣容器的結構設計是否滿足設計要求，滿足進入步驟(4)，否則重新進行步驟(1)的結構選型與參數設計。

(4)變參數條件下的機電慣容器力學性能仿真；

(5)根據機電慣容器裝置的工作約束條件，確定力學性能測試工況參數；

(6)分別進行無負載與有負載兩種工況下的機電慣容器力學性能測試，評估試驗結果。

所述步驟(1)中，機電慣容器的主要形式有單電機耦合型、平動式慣容器-直線電機耦合型和旋轉式慣容器-電機耦合型三種。對于單電機耦合型機電慣容器，需要設計的主要參數包括：電機的電動勢系數和電機的推力系數(力矩系數)；對于平動式慣容器-電機耦合型來說，需要設計的主要參數包括：機械式運動轉換機構傳遞比、慣性質量、電機的電動勢系數和電機的推力系數；對于旋轉式慣容器-電機耦合型來說，需要設計的主要參數包括：機械式運動轉換機構傳遞比、慣性質量、電機的電動勢系數和電機的力矩系數。

所述步驟(2)中，位移相關性測試主要為了校核機電慣容器中機械式運動轉換機構的傳遞比是否滿足要求。單電機耦合型不需進行位移相關性測試；平動式慣容器-電機耦合型主要進行拉伸位移-響應位移測試；旋轉式慣容器-電機耦合型主要進行拉伸位移-響應轉角測試。

所述步驟(4)中，選擇的變參數為正弦型位移輸入的振幅與頻率。