[实用新型]一种测试结合面动态特性装置

说明书

技术领域

本实用新型是一种测试结合面法向动态特性的装置，属于机械设计与制造领域。

背景技术

机械结构是由许多零部件按一定功能要求结合起来的整体，零部件之间相互结合的表面称为“结合面”。结合面既存在接触刚度又存在接触阻尼，它们对结构动态性能影响很大，作用机理非常复杂。影响结合面动态特性的因素很多，而且十分复杂，这些因素主要有：

(1)结合面材质(包括材料、硬度等)；

(2)结合面的加工方法(常用方法：车、铣、刨、磨、刮等)；

(3)结合面的加工质量(包括表面粗糙度、波纹度、平面度)；

(4)结合面的介质状况(包括干结合面、有油结合面)；

(5)结合面的法向面压(简称面压)；

(6)结合面的动载荷性质(法向力、切向力、扭矩、弯矩)和大小；

(7)结合面间的相对位移性质(法向位移、切向位移、转角)、大小和相位差(与结合面上的动载荷之间的相位差)；

(8)振动频率；

(9)结合面的功能(固定结合面、运动结合面等)；

(10)结合面处的结构类型和尺寸大小等。

这么众多的影响因素，再加之它们的影响规律又多为非线性，而且有些因素相互间又有影响，从而无法以理论解析的方法直接确定它们的影响规律和影响程度的大小，必须通过实验研究的方法来予以解决。

为了系统地研究和探明结合面动态特性与其基本影响因素之间的关系，并掌握结合面动态基础特性参数，需要一套完整的测试结合面法向动态特性的装置与方法，而目前还没有有关测试结合面法向动态特性的装置。

发明内容

本实用新型的目的是设计一套通过激振器激振，使用LMS模态测试系统获得加速度信号，并进行模态分析，得到单位面积结合面动态特性的测试结合面法向动态特性的装置与方法，利用该装置可获得各种结合条件(即各种不同的基本影响因素)下结合面的动态特性参数(法向和切向的刚度与阻尼)，获取整体结构的固有特性(模态振型、固有频率、阻尼比、频响函数等)，利用频响函数辨识出结合面的等效动力学参数。

为了实现上述目的，本实用新型采取了如下技术方案。设计一种测试结合面动态特性装置，包括实验平台、激振器、上试件、下试件、力传感器、加速度传感器、位移传感器、LMS模态测试系统和PC机。实验平台上固定一个倒U型支架，激振器放置在支架上面，上试件和下试件放置在支架下面，激振器的输出向下通过顶杆顶在上试件上面，在顶杆和上试件之间放置力传感器；上试件下面放置下试件，上试件与下试件以平面接触，其接触面的大小以不发生边缘效应为准；激振器通过其外壳固定在支架上面，将一水平刚性平板置于激振器上面，刚性平板通过支杆固定在激振器的外壳或支架上，将一螺杆顶于激振器上面并穿过刚性平板，螺杆通过调节螺母固定于刚性平板；螺杆、激振器、顶杆、测力传感器、上试件、下试件成直线配置；上试件设有测试平台，测试平台上安装加速度传感器和位移传感器；力传感器、加速度传感器、位移传感器的输出接至LMS模态测试系统，LMS模态测试系统的数据输出送至PC机，LMS模态测试系统的测试信号输出经功率放大器接到激振器。

所述上试件为圆柱体，圆柱体顶面与力传感器接触，圆柱体底面与下试件接触，圆柱体中部设有以圆柱体为中心轴的圆形测试平台；所述下试件为圆形平台，圆形平台中心设有与上试件圆柱体底面对应的圆柱形突起，圆形平台中设有螺栓孔，下试件通过螺栓固定于实验平台；上试件的圆柱体和下试件的圆柱形突起外面套有套筒。

所述加速度传感器和位移传感器通过胶或磁片固定在测试平台上。

所述加速度传感器和位移传感器相对力传感器对称放置。

所述支杆安装在磁性表座上，磁性表座吸附在激振器外壳上，既简便也保证了刚性平板有效与激振器作用。

为了测试各种材料的结合面的特性，所述上试件和下试件的材料采用Q235-Q235或HT250-HT250或QT600-QT600。

为了测试各种情况下的结合面的特性，所述上试件和下试件的表面粗糙度为精铣-精铣或磨-磨。并且所述上试件和下试件间加20号机械油。

所述激振器采用型号为HEV-2的激振器；所述位移传感器采用型号为DT3010+U05的位移传感器；所述加速度传感器采用型号为BK57084的加速度传感器；所述力传感器采用型号为BK55687的力传感器。

上述的一种测试结合面动态特性装置来进行结合面等效动力学参数辨识的方法，