[發(fā)明專利]樹脂礦物復(fù)合材料結(jié)合部動(dòng)剛度和阻尼測量方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910287525.0
• 申請(qǐng)日: 2019-04-11
• 公開（公告）號(hào): CN110031164B
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沈佳興;徐平;于英華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 遼寧工程技術(shù)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01M5/00
• 分類號(hào): G01M5/00;G01M7/02
• 代理公司: 沈陽東大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21109
• 代理人: 劉曉嵐

本發(fā)明提供一種樹脂礦物復(fù)合材料結(jié)合部動(dòng)剛度和阻尼的測量方法，涉及機(jī)械制造及動(dòng)力學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。該裝置在支撐殼體中心放置預(yù)埋有金屬貼片的上下試件，上下試件的下的接觸面構(gòu)成結(jié)合部；支撐殼體頂部中心開有內(nèi)螺紋通孔，壓緊螺栓與之配合壓緊結(jié)合部試件。壓緊螺栓中心開有通孔，激振桿一端安裝有壓電式力傳感器，另一端與激振器相連并通過螺栓通孔將壓電式力傳感器壓在上試件的上表面。在上下試件的預(yù)埋金屬貼片正下方有電渦流位移傳感器。本發(fā)明還提供了使用該裝置測量結(jié)合部動(dòng)剛度和阻尼的方法。本發(fā)明的測量測量方法，能夠用于測量構(gòu)成結(jié)合部試件自身具有高阻尼及其自身相對(duì)剛度較小的結(jié)合部，裝置結(jié)構(gòu)簡單，測量方法有效可行。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)械制造及動(dòng)力學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種樹脂礦物復(fù)合材料結(jié)合部動(dòng)剛度和阻尼測量方法。

背景技術(shù)

樹脂礦物復(fù)合材料是一種由天然石材骨料、填料、合成樹脂及其他組分構(gòu)成的新型樹脂基礦物復(fù)合材料，該材料具有高阻尼、熱穩(wěn)定性好、密度低(相對(duì)于鑄鐵，鋼)、可常溫鑄造及成本低等優(yōu)點(diǎn)。利用樹脂礦物復(fù)合材料的高阻尼性和熱穩(wěn)定性制造機(jī)床的基礎(chǔ)件可以顯著提高機(jī)床的抗振性及抵抗熱變形的能力進(jìn)而顯著提高機(jī)床的加工精度乃至提高機(jī)床的綜合性能。

對(duì)于樹脂礦物復(fù)合材料機(jī)床而言，樹脂礦物復(fù)合材料結(jié)合部的動(dòng)剛度及阻尼對(duì)樹脂礦物復(fù)合材料機(jī)床整機(jī)性能有著重要影響，但現(xiàn)有測量結(jié)合部的方法均是針對(duì)金屬材料結(jié)合部，金屬材料自身阻尼小剛度大，測量該種結(jié)合部動(dòng)剛度和阻尼時(shí)可以忽略構(gòu)成結(jié)合部元件自身阻尼及剛度的影響。樹脂礦物復(fù)合材料由多種成分構(gòu)成，在成分組成方面其與金屬有本質(zhì)不同且樹脂礦物復(fù)合材料的阻尼比約為鑄鐵的8～10倍，但其強(qiáng)度和剛度及密度比金屬小許多，因此在材料性能方面其與金屬也存在本質(zhì)區(qū)別，因此測量樹脂礦物復(fù)合材料結(jié)合部時(shí)不能忽略樹脂礦物復(fù)合材料自身阻尼和剛度影響，即傳統(tǒng)金屬結(jié)合部動(dòng)剛度及阻尼的測量方法不適用于樹脂礦物復(fù)合材料結(jié)合部相關(guān)性能測量。研發(fā)適用于測量樹脂礦物復(fù)合材料結(jié)合部動(dòng)剛度及阻尼的方法進(jìn)而指導(dǎo)設(shè)計(jì)制造樹脂礦物復(fù)合材料機(jī)床具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種樹脂礦物復(fù)合材料結(jié)合部動(dòng)剛度和阻尼測量方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)樹脂礦物復(fù)合材料結(jié)合部的動(dòng)剛度和阻尼進(jìn)行測量計(jì)算。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：一種樹脂礦物復(fù)合材料結(jié)合部動(dòng)剛度和阻尼測量裝置，包括激振信號(hào)發(fā)生系統(tǒng)、激振桿、預(yù)緊螺栓、支撐殼體、上試件、下試件、壓電式力傳感器、兩個(gè)金屬貼片和兩個(gè)振動(dòng)位移測量裝置；

所述上試件和下試件均采用樹脂礦物復(fù)合材料，且質(zhì)量相同，同時(shí)，兩個(gè)試件位于支撐殼體內(nèi)底部中間位置，上下放置；支撐殼體頂部中心處開有內(nèi)螺紋通孔；所述預(yù)緊螺栓與支撐殼體頂部中心的內(nèi)螺紋通孔配合對(duì)上試件施加預(yù)緊力，預(yù)緊螺栓中心開有光滑通孔；所述激振桿一端與激振信號(hào)發(fā)生系統(tǒng)相連，另一端安裝有壓電式力傳感器并穿過預(yù)緊螺栓上的通孔壓在上試件上表面，對(duì)其施加激振載荷，壓電式力傳感器記錄施加在上試件的激振力大小及其隨時(shí)間變化情況；上試件和下試件的高度中心處對(duì)稱預(yù)埋兩個(gè)金屬貼片，兩個(gè)振動(dòng)位移測量裝置分別與兩個(gè)金屬貼片對(duì)應(yīng)固定在支撐殼體內(nèi)，用于測量兩個(gè)金屬貼片的振動(dòng)位移并記錄振動(dòng)位移數(shù)據(jù)；所述激振信號(hào)發(fā)生系統(tǒng)包括PC機(jī)、功率放大器和激振器，PC機(jī)產(chǎn)生的單位正弦信號(hào)通過功率放大器放大后輸入到激振器使其振動(dòng)，進(jìn)而構(gòu)成激振信號(hào)發(fā)生系統(tǒng)。

預(yù)埋的所述兩個(gè)金屬貼片的質(zhì)量均不大于樹脂礦物復(fù)合材料試件質(zhì)量的1％。

所述兩個(gè)振動(dòng)位移測量裝置均采用非接觸式電渦流位移傳感器，電渦流位移傳感器通過螺紋連接方式固定到支撐殼體內(nèi)。

一種樹脂礦物復(fù)合材料結(jié)合部動(dòng)剛度和阻尼測量方法，包括以下步驟：

步驟1、組裝測量裝置；

將支撐殼體置于水平面放置平穩(wěn)，將預(yù)先制備好的帶有金屬貼片的樹脂礦物復(fù)合材料的上試件和下試件置于支撐殼體內(nèi)底面的中心，利用力矩扳手旋轉(zhuǎn)預(yù)緊螺栓對(duì)結(jié)合部施加的預(yù)緊壓力；